Gravitaciona konstanta

Gravitaciona konstanta je jedna od prirodnih konstanti koja se pojavljuje u Njutnovom zakonu gravitacije, a i u Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativiteta. Njutnov zakon gravitacije tvrdi da se dva masivna tela privlače silom koja srazmerna njihovim masama, a obrnuto srazmerna kvadratu njihovog međusobnog rastojanja.

$F \sim \frac{m_1 m_2}{r^2}$

Da bi ovaj zakon mogao biti upotrebljen za račun, uvodi se konstanta koja se neki put označava sa $\gamma\,$ (gama), neki put sa G, a neki put sa k. Zakon tako glasi

$F = \gamma \frac{m_1 m_2}{r^2}$

gde je

$\gamma = \left(6.67428 \plusmn 0.0010 \right) \times 10^{-11} \ \mbox{N} \ \mbox{m}^2 \ \mbox{kg}^{-2} \,$

koja sem numeričke vrednosti ima i dimenzije takve da povezuje silu sa desne i ostale veličine sa leve strane i obično se izražava kao N*m²/kg², mada je moguće predstaviti u osnovnim jedinicama kao m³/(kg*s²).

Ova konstanta je do sada ostala najnepreciznije izmerena fizička konstanta. Do sada su mnoge druge prirodne konstante izmerene na sedam, osam i više tačnih decimala, odnosno sa relativnom tačnošću koja se meri sa jedan na desetine miliona. Ovu konstantu još uvek nije moguće preciznije izmeriti, čak se u poslednje vreme dešavaju sukobi u naučnim krugovima oko objavljenih veličina dobijenih eksperimentalno od kojih su neki međusobno isključivi.

Interpretacije veličine gravitacione konstante

Sama veličina konstante je izuzetno mala i interpretacija zakona gravitacije u svakodnevnoj situaciji je da se dva tela mase 1 kg na rastojanju od 1 metra privlače silom od 6.67*10^-11 njutna. Ova veličina je izuzetno mala i veoma je teško merljiva precizno. Odavde je jasna priroda problema merenja ove konstante.

Koliko je vrednost gravitacione konstante mala i koliko ona utiče na odnose sila u prirodi govori podatak da je privlačna sila protona i elektrona koja potiče od njihovog naelektrisanja (elektromagnetna sila) za 39 redova veličina veća od gravitacione sile (znači 10³⁹ puta). Ovo je razlog zašto je gravitaciona sila primetna među masivnim telima u vasioni, ali tek u makrorazmerama.

Istorija

Njutn je 1686. godine predstavio svoj zakon gravitacije navodeći da postoji srazmera sile sa masama i obrnuta srazmera sa kvadratom rastojanja, ali ne navodeći vrednost konstante srazmere niti je to kasnije uradio. Zakon se koristio za uspostavljanje odnosa među veličinama, a ne za davanje numeričkih rezultata.

Prvo merenje je obavio Kevendiš 1798. godine, kada je dobio vrednost sa tačnošću 1%. Kada su ga pitali šta to meri, on je odgovorio „Merim masu Zemlje“. Stvarno, poznavanjem Zemljinog ubrzanja, prečnika Zemlje i gravitacione konstante moguće je odrediti masu Zemlje.

Posle je još mnogo puta merena ova konstanta ali se metoda retko menjala. U pitanju je bila torziona vaga sa optičkim očitavanjem uvrtanja vlakna koji je nosio dve kugle. Tek u poslednje vreme postoje drugačija merenja, ali su i rezultati i dalje ispod željene preciznosti.

Vidi još

• Kevendišov ogled
• Ubrzanje zemljine teže