Nyt eksperiment tester Newtons tyngdelov ved små afstande
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Nyt eksperiment tester Newtons tyngdelov ved små afstande

Gælder Newtons afstandslov også ved meget små afstande under 1/10 nanometer? Ingen ved det, så det skal testes. Illustration: arkiv

En forskergruppe fra en række japanske universiteter har beskrevet et eksperiment, der på sigt kan afgøre, om massetiltrækningen selv ved meget små afstande under en tiendedel nanometer følger en afstandslov, der er en såkaldt inverse-square law, hvor massetiltrækningen mellem to legemer aftager med afstanden i anden potens.

Afstandsloven blev formuleret første gang af Isaac Newton, men den kan også udledes fra Einsteins generelle relativitetsteori.

Læs også: Forskere diskuterer om Newtons gravitationskonstant er for svær at måle

Selv om tyngdekraften i forhold til den elektromagnetiske kraft er en meget svag kraft, så er denne lov eksperimentelt eftervist med stor præcision ned til afstande under 1 nanometer.

Men flere fysikere spekulerer i, at massetiltrækningen ved meget små afstande ikke er en inverse-square law.

Læs også: Forvirrede forskere: Jo mere præcist vi måler tyngdekraften, desto mere mærkelige tal får vi

Nogle mener, at brud på afstandsloven kan gøre det af med begrebet mørkt stof. Andre vil henføre det til kvantegravitationfænomener og en sammensmeltning af kvantemekanik og generel relativitetsteori. Men alt dette er stadig spekulativt og hypotetisk.

En af de førende teoretikere, Nima Arkani Hamed ved Institute for Advanced Study i Princeton, New Jersey, har eksempelvis for 20 år siden lanceret en Large Extra Dimension teori.

Neutroner er sagen

Den japanske gruppe ledet af Tamaki Yoshioka fra Kyushu University har lavet de første test af afstandsloven med hjælp af den japanske neutronkilde J-PARC, der en spallationskilde af samme type som for tiden er ved at blive bygget i Lund i Skåne.

Læs også: Her er Skånes nye neutronkanon

Neutroner er specielt velegnede, da de er elektrisk neutrale, så den elektromagnetiske kraft ikke griber forstyrrende ind ved eksperimenterne.

Andre forskere har tidligere lavet tilsvarende eksperimenter med andre neutronkilder, men den japanske forskergruppe har med neutroner fra J-PARC kunnet udføre neutroneksperimenterne med større nøjagtighed,

Forskerne har undersøgt, hvordan neutroner spredes af atomkerner fra ædelgasser (helium og xenon). Ud fra dette spredningsmønster kan man se, om afstandsloven holder selv ved meget små afstande.

De har derved kunnet teste afstandsloven ned til 0,1 nm.

Nye og mere nøjagtige målinger er på vej

De har ikke med deres nuværende præcision været i stand til at vise, at afstandsloven er forkert ved disse små afstande.

Men eventuelle forskelle forventes også at være mindre end det, som endnu kan opløses, så sagen er ikke afgjort endnu.

Christopher Haddock fra Nagoya University siger til Physics World, at det er muligt at forbedre eksperimentet på en lang række parametre, og at forskergruppen til sommer forventer at publicere nye resultater.

Vi venter i spænding.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Fordi galakser ha større massetiltrækning end hvad der kan forklares med afstandsregel plus synligt stof. Enten er der mørk (usynlig) masse i dem, eller også er der noget galt med afstandsreglen.

  • 9
  • 0

Om tyngdeloven gælder i um og nm størrelse har næppe meget med mørkt stof at gøre, selvom det kan være interessant nok.
Det samme om tyngdekraften var også oppe og vende i forbindelse med Voyager-sonderne, selvom det da var store afstande det gjaldt.
Tyngdekrafts-loven og -konstanten er vel efterhånden godt afprøvet eksperimentelt på vores solsystem og planeterne og satellitter i næsten alle mulige og umulige afstande.
Konstantens absolutte størrelse er stadig svær at eftervise ekperimentelt med ønsket nøjagtighed, men det kommer vel.

  • 2
  • 3

"Mørkt stof" er et begreb, taget fra det amerikanske billedsprog, som beskriver "det der mangler for at få opfattelsen af massetiltrækning til at passe på rumskala".
Ordet "mørkt" indgår fordi "det" er usynligt. Ordet "stof" indgår fordi stof sædvanligvis forbindes med massetiltrækning.

Ingen ved endnu hvad der får "det hele" til at "hænge sammen".
Det er i analogi ganske interessant at læse om videnskabens disputs med sig selv mellem ca. 1880 og 1920 om atomer og molekyler - senest omtalt i National Geographics' serien om Einstein (anbefalet, men lang).

Engang var atomet udeligt; læs om kvarker ..... Og antimatter.

  • 1
  • 0

I den flotte formel irriterer den fudgefaktor mig ret meget. Størrelsen som er så lille, men ikke mindst den grimme enhed: m3 kg-1 s-2.

  • 0
  • 5

"der er en såkaldt inverse-square law, hvor massetiltrækningen mellem to legemer aftager med afstanden i anden potens."

Det er almindeligt accepteret at tyngdekraften er et indefra kommende sug.
jeg finder det åbenlyst, at den er et udefra kommende tryk.
Hvis tyngdetrykket kommer fra partikler på en tiendedel nanometer, bør det ikke undre, hvis der bliver problemer med inverse-Square loven på legemer på en tiendedel nanometer.

  • 0
  • 6

Når vi bevæger os helt ned i atom-partikelverdenen, hvor den elektromagnetiske kraft er fraværende, kommer der mindst et spørgsmål: Hvad er det der fastholder nukleonerne, er som bekendt den svage kernekraft, men er den virkende på alle partiklerne?

Hvad den svage kernekraft reelt er, ved man ikke, kun at den er tiltrækkende i partikelverdenen.

Er den eksisterende i neutronerne eller protonerne, eller i den begge?

Er den svage kernekraft vekselvirkende med den elektromagnetiske kraft, således at den kun virker på protoner og ikke på neutroner. Forstået på den måde, at to neutroner kan ikke hænge sammen ved hjælp af den svage kernekraft, uden at der er en proton, som ved eksempelvis deuterium.

Skulle den svage kernekraft udelukkende indvirke på den elektromagnetiske kraft, kunne det være, at tyngdekraften fra neutroner vil virke frastødende og på den måde vise, at tyngdekraften er som de elektromagnetiske kræfter - dobbeltladet.

Man har jo altid ment, at tyngdekraften burde have en modpol, som var frastødende og hvorfor ikke. Blot fordi man i videnskabelige kredse i over 100 år har holdt fast på, at tyngdekraften er en egenskab ved rummet i forbindelse med masse, så kan den antagelse jo godt være forkert.

Skulle det japanske eksperiment vise, at neutroner frastøder hinanden, er det så tyngdekraften der gør det eller er det den svage kernekraft?

  • 0
  • 0