గురుత్వం ఇంకా కొలవడానికి అత్యంత కష్టమైన బలం ఎందుకు
భౌతికశాస్త్రవేత్తలు శతాబ్దాలుగా గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం, అంటే big G, ను కొలవడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు, కానీ ఇంకా స్థిరమైన ఏకాభిప్రాయానికి రాలేదు. ఇది ఆశ్చర్యకరం, ఎందుకంటే G భౌతికశాస్త్రంలోని అత్యంత ప్రాథమిక సంఖ్యల్లో ఒకటి. అయినప్పటికీ, విద్యుదయస్కాంతత్వం లేదా క్వాంటం వ్యవస్థలకు సంబంధించిన కొలతలతో పోలిస్తే, గురుత్వాకర్షణను లక్ష్యంగా చేసుకున్న ప్రయోగాలు ఒకదానితో ఒకటి స్పష్టంగా సరిపోని విలువలను పదే పదే అందించాయి. New Scientist హైలైట్ చేసిన ఒక కొత్త ఫలితం ఈ వివాదాన్ని నేరుగా ముగించదు, కానీ చివరకు దీన్ని ఎలా తగ్గించవచ్చో చూపే ఇప్పటివరకు వచ్చిన అత్యంత బలమైన ప్రయత్నాల్లో ఒకటిగా ఉండొచ్చు.
కష్టం గురుత్వాకర్షణ నుంచే మొదలవుతుంది. ఇది ఇతర ప్రాథమిక బలాల కంటే చాలా బలహీనంగా ఉంటుంది, కాబట్టి ప్రయోగశాల వస్తువుల మధ్య దీని ప్రభావాలు అత్యంత చిన్నవిగా ఉంటాయి. అదే సమయంలో, ఇతర కొన్ని ప్రభావాలను వేరుచేయగలిగినట్లుగా లేదా తగ్గించగలిగినట్లుగా గురుత్వాన్ని కవచం వేయడం సాధ్యం కాదు. దాంతో, భూమి యొక్క నేపథ్య బలం ఎప్పుడూ ఉన్న పరిస్థితుల్లో, ఏ చిన్న తప్పు మూలమైనా తుది విలువను వక్రీకరించగల వాతావరణంలో, ప్రయోగకర్తలు సూక్ష్మ సంకేతాలను గుర్తించడానికి ప్రయత్నించాల్సి వస్తుంది.
ఒక క్లాసిక్ పరికరానికి ఆధునిక పునరాగమనం
US National Institute of Standards and Technologyలో Stephan Schlamminger నేతృత్వంలో జరిగిన కొత్త పని, 1798లో Henry Cavendish మొదట ఉపయోగించిన torsion-balance విధానంపై ఆధారపడింది. ప్రాథమిక భావనలో, చిన్న ద్రవ్యరాశులను వేలాడదీసి, సమీప వస్తువుల నుండి వచ్చే మసక గురుత్వాకర్షణ ఆకర్షణ వల్ల అవి స్వల్పంగా తిరుగుతాయి. ఆ తిరుగుదలను అత్యంత జాగ్రత్తగా కొలిచే ద్వారా, పరిశోధకులు ఆ ద్రవ్యరాశుల మధ్య గురుత్వ బలాన్ని అంచనా వేయగలరు. సూత్రం పాతది. సవాలు ఏమిటంటే, ఏర్పాటులోని ప్రతి భాగం స్థిరంగా, కేలిబ్రేట్ చేయబడినదిగా, మరియు బాగా అర్థమయ్యేలా ఉండాలి, అప్పుడు మాత్రమే అనిశ్చితి ఫలితాన్ని ముంచెత్తదు.
తాజా ప్రయోగంలో, ఆ పరికరం తన చారిత్రక పూర్వీకుడి కంటే ఎంతో అధునాతనంగా ఉంది. మూల పాఠ్యం ప్రకారం, బృందం రెండు ఖచ్చితంగా కేలిబ్రేట్ చేసిన turntablesపై ఉంచిన ఎనిమిది బరువులను ఉపయోగించింది మరియు వ్యవస్థను మానవ జుట్టు మందంతో సమానమైన ribbonsతో వేలాడదీసింది. ఈ పని 2007లో ఫ్రాన్స్లో మొదట నిర్వహించిన ప్రయోగాన్ని ఓపిగ్గా తిరిగి నిర్మించినదే. ఒక్క సంఖ్యను వేగంగా ప్రచురించాలనే తొందర పడకుండా, పరిశోధకులు దశాబ్దం పాటు సాధ్యమైన ప్రతి అనిశ్చితి మూలాన్ని కొలిచి తగ్గించారు.
ఈ ఫలితం ఎందుకు ముఖ్యమైనది
కొత్త కొలత యొక్క ప్రాముఖ్యత శీర్షిక నాటకీయత కంటే పద్ధతిలోనే ఎక్కువగా ఉంది. సంవత్సరాలుగా big G సమస్య నిరాశ కలిగించడానికి ఒక కారణం, విశ్వసనీయ ప్రయోగాలే ఒకదానితో ఒకటి తగినంతగా విభేదించడం వల్ల అసౌకర్యకరమైన అవకాశాలు తలెత్తడమే. బహుశా పరికరాలు ఇంకా వ్యవస్థాత్మక లోపాలను దాచివుంటాయి. బహుశా ప్రయోగశాలలు అదే భౌతికశాస్త్రాన్ని సున్నితంగా వేర్వేరు విధాలుగా నిర్వహిస్తున్నాయి. అత్యంత ఊహాత్మకంగా చూస్తే, బహుశా గురుత్వం భౌతికశాస్త్రవేత్తలు అనుకున్నంత ప్రయోగపరంగా సూటిగా ఉండకపోవచ్చు. కొత్త అధ్యయనం ఆ లోతైన అనుమానాలను నిర్ధారించదు, కానీ జాగ్రత్తైన పునరావృతతే ఈ అడ్డంకి నుండి బయటపడే మార్గమని బలపరుస్తుంది.
అందుకే, చర్చను ముగించకపోయినా ఈ ఫలితం ముఖ్యమే. అనేక సంవత్సరాల పాటు అత్యంత కఠిన నియంత్రణతో, అనిశ్చితిపై నిరంతర శ్రద్ధతో నిర్వహించిన జాగ్రత్తైన పునర్నిర్మిత ప్రయోగం, భవిష్యత్ పనికి మరింత బలమైన సూచిక బిందువును అందిస్తుంది. ఇతర బృందాలు ఇప్పుడు మరింత కఠినంగా నియంత్రించిన కొలతతో పోల్చగలిగితే, గత విభేదాలు దాగిన సాంకేతిక లోపాల వల్లా, లేదా ప్రయోగ రూపకల్పనలోని విస్తృత సమస్యల వల్లా అనే దానిని ఈ రంగం అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభించవచ్చు.
విస్తృత ప్రభావాలున్న నిశ్శబ్ద పురోగతి
ఖచ్చితమైన కొలతలు సాధారణంగా కొత్త కణం లేదా ఖగోళ చిత్రం లాగా ప్రజా ఉత్సాహాన్ని సృష్టించవు, కానీ అవే మిగతా భౌతికశాస్త్రం నిర్మితమయ్యే పునాదులను ఆకారమిస్తాయి. స్థిరాంకాలు సిద్ధాంతం మరియు గణనల క్రింద ఉండే స్థిర సంఖ్యలుగా భావించబడతాయి. వాటిలో ఒకటి వివాదంలో మిగిలితే, ప్రయోగ నియంత్రణ పరిమితులను అది అత్యంత ప్రత్యక్షంగా బయటపెడుతుంది.
- గురుత్వం బలహీనంగా ఉండటం, దానికి కవచం వేయలేకపోవడం వల్ల గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకాన్ని కొలవడం అత్యంత కష్టం.
- కొత్త ప్రయోగం, క్లాసిక్ torsion-balance విధానాన్ని మరింత కఠినమైన నియంత్రణతో మరియు దశాబ్దం పాటు అనిశ్చితి విశ్లేషణతో తిరిగి పరిశీలించింది.
- దాని విలువ ఒక సంఖ్యకన్నా, భవిష్యత్ పోలికల కోసం మరింత నమ్మదగిన ప్రమాణాన్ని అందించడంలో ఎక్కువగా ఉండొచ్చు.
కొత్త కొలత తర్వాతి ప్రయోగాలను మరింత సరిసమానంగా తీసుకురావడంలో సహాయపడితే, అది భౌతికశాస్త్రంలోని అత్యంత నిలకడైన ప్రయోగశాల వివాదాల్లో ఒకదానికి ముగింపు ప్రారంభమయ్యే సూచన కావచ్చు. లేకపోతే, big G చుట్టూ ఉన్న రహస్యం మరింత లోతుగా మారుతుంది. ఏదైనా ఫలితమైనా, ఈ విషయం గమనించదగ్గదే.
ఈ వ్యాసం New Scientist నివేదిక ఆధారంగా ఉంది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.
Originally published on newscientist.com
