科學家進行了迄今最小的引力測量:相當於一隻瓢蟲產生的引力
據外媒報導,在四種基本力中,引力是我們在日常生活中最熟悉的一種,但令人驚訝的是,它卻是地球上最弱、最難測量的一種。現在,來自奧地利的物理學家們進行了迄今最小的引力測量–相當於一隻瓢蟲的引力。
質量跟引力密不可分,因此每一個有質量的物體無論多小都有成比例的引力。很明顯,它對衛星和行星等天體起了作用,但對地球上較小的天體也是如此。舉個例子,如果你手裡拿著一枚硬幣,不僅是你的引力拉著硬幣,硬幣的引力也拉著你,只是後者更弱。
當然,如果你在地球上做這個實驗,整個事情就沒有意義了,因為顯然地球的引力遠遠超過你和硬幣的引力。這就是問題所在。地球巨大的引力沖掉了表面上任何兩個物體之間的影響,這使得科學家幾乎不可能在小尺度上研究這種力。
但在18世紀末期,科學家亨利·卡文迪許曾在實驗室抵消了地球的拉力並測量了兩個物體之間的引力。該實驗使用了一個扭秤–一個桿和一根韌性很好的鋼絲。
在這項新研究中,來自維也納大學和奧地利科學院的研究人員借鑒了這個原理,不過他們縮小了實驗範圍。卡文迪許用的是木樑和重達160公斤的鉛球,而新的實驗用的則是一個4厘米長的玻璃棒和2毫米寬的金球,後者重量只有90毫克–約是一隻瓢蟲的質量。
研究報告的作者Jeremias Pfaff表示:“我們把這個金球體來回移動以創造一個隨時間變化的引力場。這導致扭擺在特定的激發頻率上振盪。”
然後,研究人員用激光測量了這種運動,最終發現只有百萬分之一毫米,這是迄今在實驗室測量到的最小的引力。
該研究的論文第一作者Tobias Westphal說道:“根據愛因斯坦的理論,引力是質量在其他質量移動的時空中發生彎曲的結果。所以我們在這裡真正測量的是,一隻瓢蟲如何扭曲時空。”
接下來,該團隊計劃進一步推進實驗並嘗試測量小數千倍質量的引力。他們稱,等到那時,它就開始進入量子物理學的領域。