Гравитациона константа

Из Википедије, слободне енциклопедије

Гравитациона константа је једна од природних константи која се појављује у Њутновом закону гравитације, а и у Ајнштајновој општој теорији релативитета. Њутнов закон гравитације тврди да се два масивна тела привлаче силом која сразмерна њиховим масама, а обрнуто сразмерна квадрату њиховог међусобног растојања.

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

Да би овај закон могао бити употребљен за рачун, уводи се константа која се неки пут означава са \gamma\, (гама), неки пут са G, а неки пут са к. Закон тако гласи

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

где је

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

која сем нумеричке вредности има и димензије такве да повезује силу са десне и остале величине са леве стране и обично се изражава као N*m²/kg², мада је могуће представити у основним јединицама као m³/(kg*s²).

Ова константа је до сада остала најнепрецизније измерена физичка константа. До сада су многе друге природне константе измерене на седам, осам и више тачних децимала, односно са релативном тачношћу која се мери са један на десетине милиона. Ову константу још увек није могуће прецизније измерити, чак се у последње време дешавају сукоби у научним круговима око објављених величина добијених експериментално од којих су неки међусобно искључиви.

Интерпретације величине гравитационе константе[уреди]

Сама величина константе је изузетно мала и интерпретација закона гравитације у свакодневној ситуацији је да се два тела масе 1 kg на растојању од 1 метра привлаче силом од 6.67*10-11 њутна. Ова величина је изузетно мала и веома је тешко мерљива прецизно. Одавде је јасна природа проблема мерења ове константе.

Колико је вредност гравитационе константе мала и колико она утиче на односе сила у природи говори податак да је привлачна сила протона и електрона која потиче од њиховог наелектрисања (електромагнетна сила) за 39 редова величина већа од гравитационе силе (значи 1039 пута). Ово је разлог зашто је гравитациона сила приметна међу масивним телима у васиони, али тек у макроразмерама.

Историја[уреди]

Њутн је 1686. године представио свој закон гравитације наводећи да постоји сразмера силе са масама и обрнута сразмера са квадратом растојања, али не наводећи вредност константе сразмере нити је то касније урадио. Закон се користио за успостављање односа међу величинама, а не за давање нумеричких резултата.

Прво мерење је обавио Кевендиш 1798. године, када је добио вредност са тачношћу 1%. Када су га питали шта то мери, он је одговорио „Мерим масу Земље“. Стварно, познавањем Земљиног убрзања, пречника Земље и гравитационе константе могуће је одредити масу Земље.

После је још много пута мерена ова константа али се метода ретко мењала. У питању је била торзиона вага са оптичким очитавањем увртања влакна који је носио две кугле. Тек у последње време постоје другачија мерења, али су и резултати и даље испод жељене прецизности.

Види још[уреди]