の 4つの基本的な力 自然の中で、私たちが最も直接的に経験するのは重力です。重力は私たちの足を地面に置き、太陽を空に保つものです。ただし、その正確な強さはまだわかりません。 1980 年代以来、科学者たちは 十数回の測定 重力の正確な値を計算するには、これらの数値の多くは互いに矛盾します。
では、なぜ強さを理解するのが難しいのでしょうか 重力 彼？
一つの問題は、重力が弱いことです。重力が強く感じられるのは、私たちが常に地球の引力を感じているからです。しかし、日常生活にある 2 つの物体、または実験室に収まる 2 つの物体間の重力は異常に弱いです。
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(画像クレジット: Marilyn Perkins / Future)
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「それは弱いので、地球の重力場に照らして測定する必要があります。」 ステファン・シュラミンジャー米国立標準技術研究所の物理学者はLive Scienceに語った。 「重力を測定する場合、日常的な物体を使用する必要があります。質量を知ることができるのはこれらの物体だけだからです。実験室で行う必要があるのは、実際に、非常に制御された 2 つの質量を使用し、それらを互いに近づけて、それらの間の力を測定することです。」
の上 2026 年 4 月の調査シュラミンジャーらは重力の強さを決定するための精密実験を再現し、以前の結果とは異なる値を計算した。彼らは実験を行うために13トン（12メートルトン）の水銀を使用したが、それでも「重力場の変化は、局所的な重力による変化の100万分の1にすぎなかった」と同氏は語った。
チームの実測値は6.67387×10でした-11 から3Kg-1S-2これは前の結果より 0.0235% 低かった – 日常的には小さな差ですが、計測学の分野では重要です。
クリスチャン・ロスライトナードイツ国立計量研究所の物理学者、『A』の共著者 包括的なレビュー 2017 年にシュレミンジャーとともにすべての重力測定の結果を報告しましたが、新しい研究には関与していませんでした。
「この小さな力は小数点以下 6 桁以上まで決定されなければなりません」と Rotleitner 氏は電子メールで Live Science に語った。 「これは、人間の細胞 7 個の重さを測ろうとすることに相当します。」
物理学、工学、心理学
値の不一致の説明の 1 つは、すべての測定値が非常に不正確で、真の値がその中間にあることである可能性があります。ただし、各実験ではわずかな誤差が報告されており、これらの範囲は重複しません。
シュラミンジャー氏は、これには 3 つの理由が考えられると考えています。
「便利な頭字語としてこれを付けました。PEPです。Pは物理学、Eは工学、そして2番目のPは心理学を表します」とシュラミンジャー氏は語った。 「興奮度によって分類されています。」
最も可能性の低い説明は物理的な説明である、と彼は言いました。おそらく、科学者たちがまだ理解していない物理学の要素が存在するのです。として 一般相対性理論 重力に対する科学者の理解は深まりましたが、まだ発見されていない別の物理分野があるかもしれません。
時空の構造は重力によって歪む可能性があるため、一般相対性理論の重要な概念です。
(画像クレジット: vchal、Shutterstock より)
「可能性は低いと思いますが、可能性を排除すべきではありません」とシュラミンジャー氏は語った。
次に、工学的な説明があります。各実験ではわずかに異なる設定が使用され、その結果、異なる値が得られます。小さな繊維のねじれを測定することで小さな力を感知する装置であるねじりバランスを使用するものもあります。振り子や自由落下物体を使用するものもあります。それぞれのアプローチには独自の潜在的な誤差原因があり、これらの誤差を重力信号から解きほぐすのは困難です。
「個人的には、その理由は物理学にあるとは考えていませんが、測定技術にあると思います」とロットライトナー氏は語った。
人的エラーもエンジニアリングの説明の一部です。 「このような実験には、物理学や測定技術の多くの分野における専門知識が必要です」とロットライトナー氏は言う。 「これらすべての分野の専門家になることはできません。この種の測定は測定科学の最先端です。」
シュラミンジャー氏は、最も可能性が高いのは心理学に関係していると述べた。
「これらの数値を測定する人々には、本当に小さな不確実性、つまり誤差の範囲を与える動機がある。それが彼らを有名にするからだ」とシュラミンジャー氏は語った。 「プレッシャーがあるため、不確実性が少し小さすぎるのかもしれない。それが彼らの意見が一致しない理由だ。」
結局のところ、重力の正確な測定は重要ではないかもしれません。私たちは製品を知っています これは地球の質量の2倍のGであり、宇宙へのロケットの打ち上げなどの実用には十分です。今のところ必要なのはこれだけかもしれません。
「ニュートンの重力定数の値は、実は学術的に興味深いものです」とロットライトナー氏は語った。 「もしそれが違っていたら、州はそれをより良く決定するためにもっと努力するだろう。」
シュラミンジャー氏は今でもそれが刺激的だと感じている。 「私たちは、すべてが明らかにされると考える社会に住んでいます」と彼は言いました。 「でも、よく見るとまだあるよ テラ・インコグニータ。 まだ問題はあり、その問題は小さいかもしれませんが、それらは依然として私たちが解決でき、貢献できる問題であり、魅力的で興味深いものであると考えられます。そしてこれはそれらの問題の一つです。」
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