Γιατί οι μετρήσεις της βαρυτικής σταθεράς ποικίλλουν τόσο πολύ;

Οι μετρήσεις της βαρυτικής σταθεράς (G) δεν ποικίλλουν υπερβολικά. Από τα αρχικά πειράματα του Henry Cavendish στα τέλη του 18ου αιώνα, έχουν γίνει πολλές ακριβείς μετρήσεις του G χρησιμοποιώντας μια ποικιλία μεθόδων. Ενώ υπήρξαν κάποιες αποκλίσεις στις πρώτες μετρήσεις, οι σύγχρονες τεχνικές πειραματισμού παρέχουν συνεπή αποτελέσματα.

Οι μετρήσεις του G περιλαμβάνουν ευαίσθητα εργαστηριακά πειράματα και επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες. Ένας λόγος για τις αποκλίσεις στις ιστορικές μετρήσεις θα μπορούσε να είναι οι ατέλειες στις πρώιμες πειραματικές ρυθμίσεις και στις προκλήσεις του ελέγχου των περιβαλλοντικών συνθηκών. Ωστόσο, τα σύγχρονα επιστημονικά εργαστήρια διαθέτουν εξαιρετικά εξελιγμένο εξοπλισμό και εκλεπτυσμένες πειραματικές τεχνικές που ελαχιστοποιούν τις αβεβαιότητες και εξασφαλίζουν ακριβή αποτελέσματα.

Η τρέχουσα καλύτερη εκτίμηση για το G, όπως δημοσιεύεται στις τιμές Codata 2018, είναι:

`` `

G =(6.674 30 ± 0.000 15) × 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2

`` `

Αυτή η τιμή βασίζεται σε ένα συνδυασμό πολλαπλών πειραμάτων υψηλής ακρίβειας, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν διάφορες τεχνικές όπως τα υπόλοιπα στρέψης, οι μετρήσεις ελεύθερης πτώσης και το σεληνιακό λέιζερ. Οι συνδυασμένες αβεβαιότητες που σχετίζονται με αυτά τα πειράματα συμβάλλουν στην ακριβή και συνεπή αξία του G.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η τιμή CODATA για το G ενημερώνεται συνεχώς καθώς διεξάγονται νέα πειράματα και τα δεδομένα εξευγενίζονται. Η τρέχουσα αβεβαιότητα είναι περίπου 2,2 μέρη ανά εκατομμύριο, αντανακλώντας το έκτακτο επίπεδο ακρίβειας που επιτυγχάνεται στη μέτρηση της βαρυτικής σταθεράς.