In der Naturwissenschaft wird die Gravitationskonstante mit einem Buchstaben bezeichnet. Was ist die Gravitationskonstante, wie wird sie berechnet und wo wird dieser Wert verwendet?

Messhistorie

Die Gravitationskonstante erscheint in der modernen Notation des Gesetzes der universellen Gravitation, fehlte jedoch bis dahin ausdrücklich bei Newton und in den Werken anderer Wissenschaftler Anfang des 19. Jahrhunderts Jahrhundert. Die Gravitationskonstante in ihrer heutigen Form wurde erstmals in das Gesetz eingeführt universelle Schwerkraft, offenbar erst nach dem Übergang zu einem einheitlichen metrischen Maßsystem. Vielleicht hat dies erstmals der französische Physiker Poisson in seiner Abhandlung über die Mechanik (1809) getan, zumindest nicht mehr frühe Arbeiten, in dem die Gravitationskonstante erscheinen würde, haben Historiker nicht identifiziert. Im Jahr 1798 führte Henry Cavendish ein Experiment durch, um die durchschnittliche Dichte der Erde mithilfe einer von John Michell erfundenen Torsionswaage zu bestimmen (Philosophical Transactions 1798). Cavendish verglich die Pendelschwingungen eines Testkörpers unter dem Einfluss der Schwerkraft von Kugeln bekannter Masse und unter dem Einfluss der Erdschwerkraft. Der Zahlenwert der Gravitationskonstante wurde später anhand der durchschnittlichen Dichte der Erde berechnet. Messwertgenauigkeit G seit der Zeit von Cavendish hat es zugenommen, aber sein Ergebnis kam dem modernen bereits ziemlich nahe.

siehe auch

Anmerkungen

Links

• Gravitationskonstante- Artikel aus der Großen Sowjetischen Enzyklopädie

Wikimedia-Stiftung. 2010.

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GRAVITATIONSKONSTANTE- (Schwerkraftkonstante) (γ, G) universell physikalisch. Konstante in der Formel enthalten (siehe) ... Große Polytechnische Enzyklopädie

- (bezeichnet mit G) Proportionalitätskoeffizient im Newtonschen Gravitationsgesetz (siehe Universelles Gravitationsgesetz), G = (6,67259,0,00085).10 11 N.m²/kg² … Groß Enzyklopädisches Wörterbuch

- (Bezeichnung G), Koeffizient des Newtonschen Schwerkraftgesetzes. Entspricht 6,67259,10 11 N.m2.kg 2 ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

Grundlegende Physik. Konstante G, enthalten im Newtonschen Gravitationsgesetz F=GmM/r2, wobei m und M die Massen anziehender Körper (materieller Punkte) sind, r der Abstand zwischen ihnen ist, F die Anziehungskraft ist, G= 6,6720(41) X10 11 N m2 kg 2 (Stand 1980). Der genaueste Wert von G. p.... ... Physische Enzyklopädie

Gravitationskonstante- - Themen Öl- und Gasindustrie EN Gravitationskonstante ... Leitfaden für technische Übersetzer

Gravitationskonstante- gravitacijos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Schwerkraftkonstante; Schwerkraftkonstante vok. Gravitationskonstante, f rus. Gravitationskonstante, f; Konstante der universellen Gravitation, f pranc. Konstante der Gravitation, f … Fizikos terminų žodynas

- (bezeichnet mit G), der Proportionalitätskoeffizient im Newtonschen Gravitationsgesetz (siehe Gesetz der universellen Gravitation), G = (6,67259 + 0,00085)·10 11 N·m2/kg2. * * * GRAVITATIONSKONSTANTE GRAVITATIONSKONSTANTE (bezeichnet mit G), Koeffizient... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Die Schwerkraft ist konstant, universell. körperlich Konstante G, die in der Grippe enthalten ist und das Newtonsche Schwerkraftgesetz ausdrückt: G = (6,672 59 ± 0,000 85) * 10 11 N * m2 / kg2 ... Großes enzyklopädisches polytechnisches Wörterbuch

Der Proportionalitätskoeffizient G in der Formel, die das Newtonsche Gravitationsgesetz ausdrückt, F = G mM / r2, wobei F die Anziehungskraft, M und m die Massen der anziehenden Körper sind und r der Abstand zwischen den Körpern ist. Andere Bezeichnungen für G. p.: γ oder f (seltener k2). Numerisch... ... Große sowjetische Enzyklopädie

- (bezeichnet mit G), Koeffizient. Proportionalität im Newtonschen Gravitationsgesetz (siehe Universelles Gravitationsgesetz), G = (6,67259±0,00085) x 10 11 N x m2/kg2 ... Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

Bücher

• Das Universum und die Physik ohne „dunkle Energie“ (Entdeckungen, Ideen, Hypothesen). In 2 Bänden. Band 1, O. G. Smirnov. Die Bücher widmen sich Problemen der Physik und Astronomie, die in der Wissenschaft seit Dutzenden und Hunderten von Jahren von G. Galileo, I. Newton, A. Einstein bis heute bestehen. Kleinste Partikel Materie und Planeten, Sterne und...

Um die beobachtete Entwicklung des Universums im Rahmen bestehender Theorien zu erklären, müssen wir davon ausgehen, dass einige Grundkonstanten konstanter sind als andere

Zu den grundlegenden physikalischen Konstanten - Lichtgeschwindigkeit, Plancksche Konstante, Ladung und Masse des Elektrons – die Gravitationskonstante unterscheidet sich irgendwie. Sogar die Geschichte seiner Messung wird in den berühmten Enzyklopädien Britannica und Larousse, ganz zu schweigen von der „Physical Encyclopedia“, mit Fehlern dargestellt. Aus den entsprechenden Artikeln darin erfährt der Leser, dass sein numerischer Wert erstmals in Präzisionsexperimenten in den Jahren 1797–1798 vom berühmten englischen Physiker und Chemiker Henry Cavendish (1731–1810), Herzog von Devonshire, bestimmt wurde. Tatsächlich hat Cavendish die durchschnittliche Dichte der Erde gemessen (seine Daten weichen übrigens nur um ein halbes Prozent von den Ergebnissen ab). moderne Forschung). Wenn wir Informationen über die Dichte der Erde haben, können wir ihre Masse leicht berechnen, und wenn wir die Masse kennen, können wir die Gravitationskonstante bestimmen.

Die Intrige besteht darin, dass es zur Zeit von Cavendish das Konzept einer Gravitationskonstante noch nicht gab und es nicht üblich war, das Gesetz der universellen Gravitation in der uns vertrauten Form aufzuschreiben. Erinnern wir uns daran, dass die Gravitationskraft proportional zum Produkt der Massen der gravitierenden Körper und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen diesen Körpern ist, während der Proportionalitätskoeffizient genau die Gravitationskonstante ist. Diese Schreibweise des Newtonschen Gesetzes taucht erst im 19. Jahrhundert auf. Und die ersten Experimente, bei denen die Gravitationskonstante gemessen wurde, wurden bereits Ende des Jahrhunderts – im Jahr 1884 – durchgeführt.

Wie der russische Wissenschaftshistoriker Konstantin Tomilin feststellt, unterscheidet sich die Gravitationskonstante von anderen Grundkonstanten auch dadurch, dass die natürliche Skala einer physikalischen Größe nicht mit ihr verbunden ist. Gleichzeitig bestimmt die Lichtgeschwindigkeit Grenzwert Geschwindigkeit, und das Plancksche Wirkungsquantum ist die minimale Wirkungsänderung.

Und nur in Bezug auf die Gravitationskonstante wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich ihr numerischer Wert mit der Zeit ändern könnte. Diese Idee wurde erstmals 1933 vom englischen Astrophysiker Edward Milne (Edward Arthur Milne, 1896–1950) und 1937 vom berühmten englischen theoretischen Physiker Paul Dirac (1902–1984) im Rahmen des sogenannten „großen“ formuliert Die Zahlenhypothese legte nahe, dass die Gravitationskonstante im Laufe der kosmologischen Zeit abnimmt. Die Dirac-Hypothese nimmt einen wichtigen Platz in der Geschichte der theoretischen Physik des 20. Jahrhunderts ein, es ist jedoch keine mehr oder weniger zuverlässige experimentelle Bestätigung dafür bekannt.

In direktem Zusammenhang mit der Gravitationskonstante steht die sogenannte „kosmologische Konstante“, die erstmals in den Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein auftauchte. Nachdem Einstein herausgefunden hatte, dass diese Gleichungen entweder ein expandierendes oder ein kontrahierendes Universum beschreiben, fügte er den Gleichungen künstlich einen „kosmologischen Term“ hinzu, der die Existenz stationärer Lösungen sicherstellte. Sein physikalische Bedeutung läuft auf die Existenz einer Kraft hinaus, die die Kräfte der universellen Schwerkraft kompensiert und sich nur in sehr großem Maßstab manifestiert. Die Inkonsistenz des Modells eines stationären Universums wurde Einstein nach der Veröffentlichung der Werke des amerikanischen Astronomen Edwin Hubble (Edwin Powell Hubble, 1889–1953) und des sowjetischen Mathematikers Alexander Friedman klar, die die Gültigkeit eines anderen Modells bewiesen. wonach sich das Universum mit der Zeit ausdehnt. 1931 gab Einstein die kosmologische Konstante auf und nannte sie in einem privaten Gespräch „den größten Fehler seines Lebens“.

Damit war die Geschichte jedoch noch nicht zu Ende. Nachdem festgestellt wurde, dass sich die Expansion des Universums in den letzten fünf Milliarden Jahren beschleunigt hat, wurde die Frage nach der Existenz der Antigravitation erneut relevant; damit kehrte auch die kosmologische Konstante in die Kosmologie zurück. Gleichzeitig verbinden moderne Kosmologen Antigravitation mit der Präsenz sogenannter „dunkler Energie“ im Universum.

Sowohl die Gravitationskonstante, die kosmologische Konstante als auch die „dunkle Energie“ waren Gegenstand intensiver Diskussionen auf einer kürzlich am London Imperial College stattfindenden Konferenz über ungelöste Probleme im Standardmodell der Kosmologie. Eine der radikalsten Hypothesen wurde in einem Bericht von Philip Mannheim, einem Teilchenphysiker an der University of Connecticut in Storrs, formuliert. Tatsächlich schlug Mannheim vor, der Gravitationskonstante ihren Status als universelle Konstante zu entziehen. Seiner Hypothese zufolge wurde der „Tabellenwert“ der Gravitationskonstante in einem Labor auf der Erde bestimmt und kann nur innerhalb des Sonnensystems verwendet werden. Im kosmologischen Maßstab hat die Gravitationskonstante einen anderen, deutlich kleineren Zahlenwert, der mit den Methoden der Elementarteilchenphysik berechnet werden kann.

Mit der Präsentation seiner Hypothese vor seinen Kollegen versuchte Mannheim zunächst, der Lösung des für die Kosmologie sehr relevanten „Problems der kosmologischen Konstante“ näher zu kommen. Der Kern dieses Problems ist wie folgt. Nach modernen Vorstellungen charakterisiert die kosmologische Konstante die Expansionsrate des Universums. Sein numerischer Wert, der theoretisch mit Methoden der Quantenfeldtheorie ermittelt wurde, ist 10.120-mal höher als der aus Beobachtungen ermittelte. Der theoretische Wert der kosmologischen Konstante ist so groß, dass Sterne und Galaxien bei der entsprechenden Expansionsrate des Universums einfach keine Zeit hätten, sich zu bilden.

Mannheim begründet seine Hypothese über die Existenz zweier unterschiedlicher Gravitationskonstanten – für das Sonnensystem und für intergalaktische Skalen auf die folgende Weise. Ihm zufolge wird bei Beobachtungen tatsächlich nicht die kosmologische Konstante selbst bestimmt, sondern eine bestimmte Größe, die proportional zum Produkt aus kosmologischer Konstante und Gravitationskonstante ist. Nehmen wir an, dass im intergalaktischen Maßstab die Gravitationskonstante sehr klein ist und der Wert der kosmologischen Konstante dem berechneten Wert entspricht und sehr groß ist. In diesem Fall kann das Produkt zweier Konstanten durchaus klein sein, was den Beobachtungen nicht widerspricht. „Vielleicht ist es an der Zeit, die kosmologische Konstante nicht mehr als klein zu betrachten“, sagt Mannheim, „und einfach zu akzeptieren, dass sie groß ist, und von dort aus weiterzumachen.“ In diesem Fall ist das „Kosmologische Konstantenproblem“ gelöst.

Mannheims Lösungsvorschlag sieht einfach aus, der Preis dafür ist jedoch sehr hoch. Wie Zeeya Merali in dem am 28. April 2007 von New Scientist veröffentlichten Artikel „Zwei Konstanten sind besser als eine“ feststellt, muss Mannheim durch die Einführung zweier unterschiedlicher numerischer Werte der Gravitationskonstante zwangsläufig die Gleichungen aufgeben allgemeine Theorie Einsteins Relativitätstheorie. Darüber hinaus macht die Mannheimer Hypothese die von den meisten Kosmologen akzeptierte Idee der „dunklen Energie“ überflüssig, da ein kleiner Wert der Gravitationskonstante auf kosmologischen Skalen an sich gleichbedeutend mit der Annahme der Existenz von Antigravitation ist.

Keith Horne von der British University of St. Andrew (University of St Andrew) begrüßt Mannheims Hypothese, da sie grundlegende Prinzipien der Physik nutzt Elementarteilchen: „Es ist sehr elegant und es wäre großartig, wenn es sich als richtig herausstellen würde.“ Laut Horn könnten wir in diesem Fall Teilchenphysik und Schwerkraft in einer sehr attraktiven Theorie kombinieren.

Aber nicht alle sind mit ihr einer Meinung. New Scientist zitiert auch die Meinung des Kosmologen Tom Shanks, dass einige Phänomene sehr gut hineinpassen Standardmodell, – zum Beispiel aktuelle Messungen der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung und der Bewegungen von Doppelpulsaren – werden in Mannheims Theorie wahrscheinlich nicht so einfach erklärt werden können.

Mannheim selbst bestreitet die Probleme, mit denen seine Hypothese konfrontiert ist, nicht und stellt fest, dass er sie im Vergleich zu den Schwierigkeiten des kosmologischen Standardmodells für viel weniger bedeutsam hält: „Es wurde von Hunderten von Kosmologen entwickelt und ist dennoch um 120 Größenordnungen unbefriedigend.“ Größe."

Anzumerken ist, dass Mannheim eine Reihe von Unterstützern fand, die ihn unterstützten, um das Schlimmste auszuschließen. Sie führten das Schlimmste auf die 2006 von Paul Steinhardt von der Princeton University und Neil Turok von der Cambridge University aufgestellte Hypothese zurück, wonach das Universum periodisch entsteht und verschwindet, und zwar in jedem der Zyklen (die eine Billion Jahre dauern). ein Urknall, und in jedem Zyklus stellt sich heraus, dass der numerische Wert der kosmologischen Konstante kleiner ist als im vorherigen. Der äußerst unbedeutende Wert der kosmologischen Konstante, der in Beobachtungen aufgezeichnet wurde, bedeutet dann, dass unser Universum ein sehr entferntes Glied in einer sehr langen Kette entstehender und verschwindender Welten ist ...

GRAVITATIONSKONSTANTE- Proportionalitätskoeffizient G in der beschreibenden Form Gesetz der Schwerkraft.

Der numerische Wert und die Dimension eines geometrischen Punktes hängen von der Wahl des Einheitensystems zur Messung von Masse, Länge und Zeit ab. G. p. G, mit der Dimension L 3 M -1 T -2, wo ist die Länge L, Gewicht M und Zeit T Ausgedrückt in SI-Einheiten wird üblicherweise Cavendish GP genannt. Er wird in einem Laborexperiment ermittelt. Alle Experimente lassen sich in zwei Gruppen einteilen.

In der ersten Versuchsgruppe wurde die Gravitationskraft untersucht. Die Wechselwirkung wird mit der elastischen Kraft des Fadens horizontaler Torsionswaagen verglichen. Es handelt sich um eine leichte Wippe, an deren Enden gleiche Prüfmassen befestigt sind. Der Kipphebel ist an einem dünnen elastischen Faden schwerkraftbedingt aufgehängt. Bereich der Bezugsmassen. Größe der Schwerkraft Das Zusammenspiel von Test- und Standardmassen (und damit der Wert des G. p.) wird entweder durch den Drehwinkel des Gewindes (statische Methode) oder durch die Änderung der Frequenz der Torsionswaage beim Bewegen des bestimmt Standardmassen (dynamische Methode). G. wurde erstmals 1798 von H. Cavendish mithilfe von Torsionswaagen identifiziert.

In der zweiten Versuchsgruppe wurde die Gravitationskraft untersucht. Wechselwirkungen werden verglichen, für die Hebelwaagen verwendet werden. G. p. wurde erstmals 1878 von F. Jolly auf diese Weise definiert.

Der Wert von Cavendish G. p., einschließlich Int. astr. Vereinigung in das Aster-System. permanent (SAP) 1976, Krim wird bis heute genutzt, 1942 von P. Heyl und P. Chrzanowski am US National Bureau of Measures and Standards erhalten. In der UdSSR wurde G. p. erstmals im Staatlichen Astronomischen Inspektorat definiert. Institut benannt nach P. K. Sternberg (SAI) an der Moskauer Staatlichen Universität.

In allem modern Zur Bestimmung des Cavendish G. p. (Tabelle) wurden Torsionswaagen verwendet. Zusätzlich zu den oben genannten wurden auch andere Betriebsarten von Torsionswaagen verwendet. Wenn sich die Referenzmassen mit einer Frequenz um die Achse des Torsionsfadens drehen, die der Frequenz der Eigenschwingungen der Waage entspricht, kann man anhand der resonanten Änderung der Amplitude der Torsionsschwingungen den Wert der Torsionsschwingung beurteilen (Resonanzmethode). ). Modifikation der Dynamik Bei dieser Methode handelt es sich um die Rotationsmethode, bei der die Plattform zusammen mit den darauf installierten Torsionswaagen und Referenzmassen mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. Ang. Geschwindigkeit.

In der Tabelle angegeben. rms Fehler deuten auf interne hin Konvergenz jedes Ergebnisses. Eine gewisse Diskrepanz zwischen den in verschiedenen Experimenten erhaltenen GP-Werten ist darauf zurückzuführen, dass die Bestimmung von GP absolute Messungen erfordert und daher systematische Messungen möglich sind. Fehler in der Abteilung Ergebnisse. Offensichtlich kann ein zuverlässiger Wert von G.p. nur unter Berücksichtigung der Zerlegung ermittelt werden. Definitionen.

Sowohl in Newtons Gravitationstheorie als auch in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie (GTR) wird die Schwerkraft als universelle Naturkonstante betrachtet, die sich in Raum und Zeit nicht verändert und unabhängig von der Physik ist. und Chem. Eigenschaften der Umgebung und gravitierende Massen. Es gibt Versionen der Gravitationstheorie, die die Variabilität des Gravitationsfeldes vorhersagen (z. B. Diracs Theorie, Skalar-Tensor-Theorien der Gravitation). Einige Modelle erweitert Supergravitation(Quantenverallgemeinerung der Allgemeinen Relativitätstheorie) sagen auch die Abhängigkeit des Magnetfelds vom Abstand zwischen wechselwirkenden Massen voraus. Die derzeit verfügbaren Beobachtungsdaten sowie speziell konzipierte Laborexperimente ermöglichen es jedoch noch nicht, Veränderungen im GP festzustellen.

Zündete.: Sagitov M.U., Gravitationskonstante und, M., 1969; Sagitov M.U. et al., Neue Definition der Cavendish-Gravitationskonstante, „DAN SSSR“, 1979, Vers 245, S. 567; Miljukow V.K., Ändert es sich? Gravitationskonstante?, „Nature“, 1986, Nr. 6, S. 96.

Als Newton das Gesetz der universellen Gravitation entdeckte, kannte er keinen einzigen Zahlenwert für die Massen der Himmelskörper, einschließlich der Erde. Er kannte auch den Wert der Konstante G nicht.

Mittlerweile hat die Gravitationskonstante G für alle Körper im Universum den gleichen Wert und ist eine der grundlegenden physikalischen Konstanten. Wie kann man seine Bedeutung finden?

Aus dem Gesetz der universellen Gravitation folgt G = Fr 2 /(m 1 m 2). Das heißt, um G zu finden, müssen Sie die Anziehungskraft F zwischen Körpern mit bekannten Massen m 1 und m 2 und den Abstand r zwischen ihnen messen.

Die ersten Messungen der Gravitationskonstante erfolgten Mitte des 18. Jahrhunderts. Durch die Betrachtung der Anziehungskraft eines Pendels auf einen Berg, dessen Masse mit geologischen Methoden bestimmt wurde, konnte der damalige Wert von G, wenn auch sehr grob, abgeschätzt werden.

Genaue Messungen der Gravitationskonstante wurden erstmals 1798 von dem bemerkenswerten Wissenschaftler Henry Cavendish durchgeführt, einem wohlhabenden englischen Lord, der als exzentrischer und ungeselliger Mensch bekannt war. Mit der sogenannten Torsionswaage (Abb. 101) konnte Cavendish die vernachlässigbare Anziehungskraft zwischen kleinen und großen Metallkugeln anhand des Drehwinkels des Fadens A messen. Dazu musste er so empfindliche Geräte verwenden, dass selbst schwache Luftströmungen die Messungen verfälschen konnten. Um Fremdeinflüsse auszuschließen, platzierte Cavendish seine Ausrüstung daher in einer Kiste, die er im Raum stehen ließ, und beobachtete die Ausrüstung selbst mit einem Teleskop aus einem anderen Raum.

Das haben Experimente gezeigt

G ≈ 6,67 10 –11 N m 2 /kg 2.

Die physikalische Bedeutung der Gravitationskonstante besteht darin, dass sie numerisch der Kraft entspricht, mit der zwei Teilchen mit einer Masse von jeweils 1 kg, die sich in einem Abstand von 1 m voneinander befinden, angezogen werden. Diese Kraft erweist sich daher als äußerst gering – nur 6,67 · 10 –11 N. Ist das gut oder schlecht? Berechnungen zeigen, dass, wenn die Gravitationskonstante in unserem Universum einen Wert hätte, der beispielsweise 100-mal größer wäre als der oben angegebene, dies dazu führen würde, dass die Lebensdauer der Sterne, einschließlich der Sonne, stark abnimmt und intelligentes Leben auf der Erde würde Ich habe keine Zeit aufzutauchen. Mit anderen Worten: Du und ich würden jetzt nicht existieren!

Ein kleiner Wert von G bedeutet, dass die Gravitationswechselwirkung zwischen gewöhnlichen Körpern, ganz zu schweigen von Atomen und Molekülen, sehr schwach ist. Zwei Personen mit einem Gewicht von 60 kg werden in einem Abstand von 1 m voneinander mit einer Kraft von nur 0,24 μN angezogen.

Mit zunehmender Körpermasse nimmt jedoch die Rolle der Gravitationswechselwirkung zu. Beispielsweise erreicht die gegenseitige Anziehungskraft zwischen Erde und Mond 10 20 N, und die Anziehungskraft der Erde durch die Sonne ist sogar 150-mal stärker. Daher wird die Bewegung von Planeten und Sternen bereits vollständig durch die Gravitationskräfte bestimmt.

Im Zuge seiner Experimente bewies Cavendish auch erstmals, dass nicht nur Planeten, sondern auch gewöhnliche Planeten uns umgeben Alltagsleben Körper ziehen sich nach dem gleichen Schwerkraftgesetz an, das Newton als Ergebnis der Analyse astronomischer Daten entdeckte. Dieses Gesetz ist wirklich das Gesetz der universellen Gravitation.

„Das Gesetz der Schwerkraft ist universell. Es erstreckt sich über weite Strecken. Und Newton, der sich für das Sonnensystem interessierte, hätte durchaus vorhersagen können, was aus Cavendishs Experiment herauskommen würde, denn Cavendishs Schuppen, zwei anziehende Kugeln, sind ein kleines Modell des Sonnensystems. Wenn wir es zehn Millionen Millionen Mal erhöhen, erhalten wir Sonnensystem. Erhöhen wir es noch einmal um das Zehn-Millionen-fache – und schon haben wir Galaxien, die sich nach dem gleichen Gesetz gegenseitig anziehen. Beim Sticken ihres Musters verwendet die Natur nur die längsten Fäden, und jedes, selbst das kleinste Muster davon kann uns die Augen für die Struktur des Ganzen öffnen“ (R. Feynman).

1. Welche physikalische Bedeutung hat die Gravitationskonstante? 2. Wer hat als erster diese Konstante genau gemessen? 3. Wozu führt der kleine Wert der Gravitationskonstante? 4. Warum fühlst du dich nicht zu ihm hingezogen, wenn du neben einem Freund am Schreibtisch sitzt?

Als eine der Grundgrößen der Physik wurde die Gravitationskonstante erstmals im 18. Jahrhundert erwähnt. Gleichzeitig wurden erste Versuche unternommen, seinen Wert zu messen, was jedoch aufgrund der Unvollkommenheit der Instrumente und unzureichender Kenntnisse auf diesem Gebiet erst Mitte des 19. Jahrhunderts möglich war. Später wurde das erhaltene Ergebnis mehrmals korrigiert (in das letzte Mal dies geschah im Jahr 2013). Es ist jedoch zu beachten, dass es einen grundlegenden Unterschied zwischen dem ersten (G = 6,67428(67) 10 −11 m³ s −2 kg −1 oder N m² kg −2) und dem letzten (G = 6,67384( 80) 10) gibt −11 m³ s −2 kg −1 oder N m² kg −2) Werte existieren nicht.

Bei der Verwendung dieses Koeffizienten für praktische Berechnungen ist zu beachten, dass die Konstante in globalen Universalkonzepten eine solche ist (es sei denn, man macht Vorbehalte gegen die Physik der Elementarteilchen und andere wenig erforschte Wissenschaften). Und das bedeutet, dass die Gravitation Erdkonstante, Mond oder Mars werden sich nicht voneinander unterscheiden.

Diese Größe ist eine Grundkonstante der klassischen Mechanik. Daher ist die Gravitationskonstante am stärksten beteiligt verschiedene Berechnungen. Insbesondere ohne Informationen über mehr oder weniger zu haben genauer Wert diesen Parameter, wären Wissenschaftler nicht in der Lage, einen so wichtigen Koeffizienten in der Raumfahrtindustrie wie die Erdbeschleunigung zu berechnen (die für jeden Planeten oder jeden anderen kosmischen Körper unterschiedlich sein wird).

Allerdings Newton, der sich äußerte Gesamtansicht, die Gravitationskonstante war nur theoretisch bekannt. Das heißt, er konnte eines der wichtigsten physikalischen Postulate formulieren, ohne Informationen über die Größe zu haben, auf der es im Wesentlichen beruht.

Im Gegensatz zu anderen Grundkonstanten kann die Physik nur mit einem gewissen Grad an Genauigkeit sagen, was die Gravitationskonstante ist. Sein Wert wird regelmäßig neu ermittelt und unterscheidet sich jedes Mal vom vorherigen. Die meisten Wissenschaftler glauben, dass diese Tatsache nicht auf seine Veränderungen zurückzuführen ist, sondern auf banalere Gründe. Dies sind zum einen Messmethoden (zur Berechnung dieser Konstante werden verschiedene Experimente durchgeführt) und zum anderen die Genauigkeit der Instrumente, die nach und nach zunimmt, die Daten verfeinert und ein neues Ergebnis erzielt wird.

Wenn man bedenkt, dass die Gravitationskonstante eine Größe ist, die mit 10 hoch -11 gemessen wird (was für die klassische Mechanik ein extrem kleiner Wert ist), ist die ständige Verfeinerung des Koeffizienten nicht überraschend. Darüber hinaus unterliegt das Symbol einer Korrektur ab 14 Nachkommastellen.

Allerdings gibt es in der modernen Wellenphysik noch eine andere Theorie, die bereits in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts von Fred Hoyle und J. Narlikar aufgestellt wurde. Ihren Annahmen zufolge nimmt die Gravitationskonstante mit der Zeit ab, was sich auf viele andere Indikatoren auswirkt, die als Konstanten gelten. So bemerkte der amerikanische Astronom van Flandern das Phänomen einer leichten Beschleunigung des Mondes und anderer Himmelskörper. Basierend auf dieser Theorie sollte davon ausgegangen werden, dass es in den frühen Berechnungen keine globalen Fehler gab und der Unterschied in den erhaltenen Ergebnissen durch Änderungen im Wert der Konstante selbst erklärt wird. Die gleiche Theorie spricht von der Unbeständigkeit einiger anderer Größen, wie z