
Открываем твой цифровой клуб…
Наука и космос
Десятилетие упорно вело физика Стефана Шләммингера (Stephan Schlamminger) к одной из самых упорных цифр физики — универсальной гравитационной константы G. После долгой работы, коррекций и тщательного анализа ответ должен был скрываться в запечатанном конверте — ключ к понятию истинной силы притяжения и согласованию экспериментальных данных внутри команды. Шләммингер, работающий в Национальном институте стандартов и технологий (NIST), решал задачу, которую он сам называл одной из самых трудноуловимых в науке, и в итоге открыл запечатанную цифру на митинге в Авроре, Колорадо.
Зачем нужна эта цифра — известно в узких кругах: величина G определяет силу гравитационного притяжения между любыми двумя объектами, от лабораторных масс до планет и звёзд. Но доля точности, которую удалось достичь для G, остаётся меньше, чем у остальных фундаментальных констант природы, и причина этого — чисто физическая: гравитация сама по себе очень слабая сила. Именно это объясняет, почему измерения требуют таких чувствительных приборов и почему получаемые значения расходятся даже между престижными экспериментами.
История экспериментов восходит к принципу Торсионного маятника и к работам Кавендиша: идея проста — определить G через сила притяжения между массами, измеряя малейшие вращения и моменты. В современных лабораториях применяют восемь цилиндрических масс и сложную схему с балансирующим вращающимся carousel и тонким медным ремнем, чтобы зафиксировать гирровое вращение и вычислить G. Вторым методом служит балансировка квазиелектростатическим полем, когда напряжение компенсирует гравитационный момент.
Сама процедура была сведена к кривой: в 2007 году БИПМ во Седе (Франция) выполнил точный замер, который НИСТ попытался повторить на другом континенте, чтобы проверить согласованность значений. Чтобы исключить влияние предвзятости исследователей, Шлэммингер попросил коллегу Патрика Абботта закодировать эксперимент, скрыв часть данных — так называемую «секретную поправку»; её восстановление требовало открытия конверта. Но вскоре стало понятно, что скрытая поправка оказалась слишком большой и негативной, что сделало разницу между американским и французским результатами более заметной.
После ещё двух лет анализа итоговая цифра G по данным NIST оказалась равной 6.67387×10−11 м³/(кг·с²), что на 0,0235% ниже значения, полученного во французском эксперименте. Разница настолько мала в бытовых мерках, что не влияет на обычный вес человека или объем арахисового масла, но в фундаментальной физике она остаётся значимой: другие константы известны с большего числа значимых цифр, а противоречие между двумя измерениями сохраняется. Исследователи подчёркнули, что ошибка эксперимента остаётся более вероятной причиной расхождения, однако сама возможность новой физики пока не подтверждена.