किंग ली एट अल। / प्रकृति

चीन और रूस के भौतिकविदों ने मौलिक रूप से अलग-अलग प्रयोगों की दो श्रृंखला स्थापित करके और परिणामों को विकृत करने वाली व्यवस्थित त्रुटियों को कम करके गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की त्रुटि को चार - से 11.6 भागों प्रति मिलियन तक कम कर दिया है। में प्रकाशित लेख प्रकृति.

पहली बार, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक जी, जो न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का हिस्सा है, को 1798 में ब्रिटिश प्रायोगिक भौतिक विज्ञानी हेनरी कैवेंडिश द्वारा मापा गया था। इसके लिए, वैज्ञानिक ने पादरी जॉन मिशेल द्वारा निर्मित एक मरोड़ संतुलन का इस्तेमाल किया। सबसे सरल मरोड़ संतुलन, जिसका डिजाइन 1777 में चार्ल्स कूलम्ब द्वारा आविष्कार किया गया था, में एक ऊर्ध्वाधर धागा होता है, जिस पर सिरों पर दो भार के साथ एक प्रकाश किरण निलंबित होती है। यदि आप आकर्षण बल के प्रभाव में दो विशाल पिंडों को वजन में लाते हैं, तो घुमाव मुड़ना शुरू हो जाएगा; रोटेशन के कोण को मापने और इसे पिंडों के द्रव्यमान, धागे के लोचदार गुणों और स्थापना के आयामों से संबंधित करके, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के मान की गणना करना संभव है। आप संबंधित समस्या को हल करके मरोड़ संतुलन के यांत्रिकी को अधिक विस्तार से समझ सकते हैं।

स्थिरांक के लिए कैवेंडिश द्वारा प्राप्त मान था जी\u003d 6.754 × 10 −11 न्यूटन प्रति वर्ग मीटर प्रति किलोग्राम, और प्रयोग की सापेक्ष त्रुटि एक प्रतिशत से अधिक नहीं थी।

मरोड़ संतुलन का मॉडल जिसके साथ हेनरी कैवेंडिश ने पहली बार प्रयोगशाला निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण को मापा

विज्ञान संग्रहालय / विज्ञान और समाज पिक्चर लाइब्रेरी

तब से, वैज्ञानिकों ने गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को मापने के लिए दो सौ से अधिक प्रयोग किए हैं, लेकिन उनकी सटीकता में उल्लेखनीय सुधार नहीं कर पाए हैं। वर्तमान में, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए डेटा समिति (CODATA) द्वारा अपनाया गया स्थिरांक का मान और पिछले 40 वर्षों के 14 सबसे सटीक प्रयोगों के परिणामों से गणना की गई है, जी\u003d 6.67408 (31) × 10 −11 न्यूटन प्रति वर्ग मीटर प्रति किलोग्राम (मंटिसा के अंतिम अंकों की त्रुटि कोष्ठक में इंगित की गई है)। दूसरे शब्दों में, इसकी सापेक्ष त्रुटि लगभग 47 भागों प्रति मिलियन के बराबर है, जो कैवेंडिश प्रयोग की त्रुटि से केवल सौ गुना कम है और परिमाण के कई क्रम अन्य मौलिक स्थिरांक की त्रुटि से अधिक है। उदाहरण के लिए, प्लैंक के स्थिरांक के लिए माप त्रुटि 13 भागों प्रति बिलियन से अधिक नहीं है, बोल्ट्जमैन स्थिरांक और प्राथमिक आवेश - 6 भाग प्रति बिलियन, प्रकाश की गति - 4 भाग प्रति बिलियन। इसी समय, भौतिकविदों के लिए स्थिरांक का सटीक मान जानना बहुत महत्वपूर्ण है जी, क्योंकि यह ब्रह्मांड विज्ञान, खगोल भौतिकी, भूभौतिकी और यहां तक ​​कि कण भौतिकी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके अलावा, निरंतर की उच्च त्रुटि अन्य भौतिक मात्राओं के मूल्यों को फिर से परिभाषित करना मुश्किल बनाती है।

सबसे अधिक संभावना है, निरंतर की कम सटीकता जीग्राउंड-आधारित प्रयोगों में उत्पन्न होने वाले गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की ताकतों की कमजोरी से जुड़ा हुआ है - इससे बलों को सटीक रूप से मापना मुश्किल हो जाता है और प्रतिष्ठानों के डिजाइन के कारण बड़ी व्यवस्थित त्रुटियां होती हैं। विशेष रूप से, CODATA मान की गणना करने के लिए उपयोग किए गए कुछ प्रयोगों की रिपोर्ट की गई त्रुटि 14 भागों प्रति मिलियन से अधिक नहीं थी, लेकिन उनके परिणामों के बीच का अंतर 550 भागों प्रति मिलियन तक पहुंच गया। वर्तमान में, ऐसा कोई सिद्धांत नहीं है जो परिणामों के इतने बड़े बिखराव की व्याख्या कर सके। सबसे अधिक संभावना है, तथ्य यह है कि कुछ प्रयोगों में, वैज्ञानिकों ने कुछ कारकों की अनदेखी की जो स्थिरांक के मूल्यों को विकृत करते थे। इसलिए, प्रायोगिक भौतिकविदों के लिए जो कुछ भी बचा है वह व्यवस्थित त्रुटियों को कम करना, बाहरी प्रभावों को कम करना और मौलिक रूप से अलग डिजाइन के साथ सेटअप पर माप को दोहराना है।

यह ठीक उसी तरह का काम है जिसे मध्य चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय से जुन लुओ के नेतृत्व में वैज्ञानिकों के एक समूह ने मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के एसएआई से वादिम मिल्युकोव की भागीदारी के साथ किया था।

त्रुटि को कम करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मौलिक रूप से अलग-अलग डिज़ाइन और विभिन्न पैरामीटर मानों के साथ कई उपकरणों पर प्रयोग दोहराया। पहले प्रकार की स्थापनाओं पर, स्थिरांक को TOS (टाइम-ऑफ़-स्विंग) विधि का उपयोग करके मापा गया था, जिसमें मान जीमरोड़ संतुलन के दोलन की आवृत्ति द्वारा निर्धारित। सटीकता में सुधार के लिए, आवृत्ति को दो अलग-अलग विन्यासों के लिए मापा जाता है: "निकट" विन्यास में, बाहरी द्रव्यमान संतुलन की संतुलन स्थिति के करीब होते हैं (यह विन्यास चित्र में दिखाया गया है), और "दूर" विन्यास में, वे संतुलन की स्थिति के लंबवत हैं। नतीजतन, "दूर" कॉन्फ़िगरेशन में दोलन आवृत्ति "निकट" कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में थोड़ी कम हो जाती है, और यह हमें मूल्य को परिष्कृत करने की अनुमति देती है जी.

दूसरी ओर, एएएफ (कोणीय-त्वरण-फीडबैक) विधि पर निर्भर दूसरे प्रकार की स्थापना - इस पद्धति में, मरोड़ संतुलन बीम और बाहरी द्रव्यमान स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, और उनके कोणीय त्वरण को प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करके मापा जाता है जो रखता है धागा खुला। यह धागे की असमानता और इसके लोचदार गुणों की अनिश्चितता से जुड़ी व्यवस्थित त्रुटियों से छुटकारा पाने की अनुमति देता है।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप की योजना: टीओएस विधि (ए) और एएएफ (बी)

किंग ली एट अल। / प्रकृति

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को मापने के लिए प्रायोगिक सेटअप की तस्वीरें: टीओएस (ए-सी) और एएएफ (डी-एफ) विधियां

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इसके अलावा, भौतिकविदों ने संभावित व्यवस्थित त्रुटियों को कम करने की कोशिश की। सबसे पहले, उन्होंने जाँच की कि प्रयोगों में भाग लेने वाले गुरुत्वाकर्षण पिंड वास्तव में सजातीय हैं और एक गोलाकार आकृति के करीब हैं - उन्होंने एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पिंडों के स्थानिक घनत्व वितरण का निर्माण किया, और ज्यामितीय केंद्र और केंद्र के बीच की दूरी को भी मापा। द्रव्यमान दो स्वतंत्र विधियों द्वारा। नतीजतन, वैज्ञानिक आश्वस्त थे कि घनत्व में उतार-चढ़ाव 0.5 भागों प्रति मिलियन से अधिक नहीं है, और विलक्षणता - प्रति मिलियन एक भाग। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने खामियों की भरपाई के लिए प्रत्येक प्रयोग से पहले गोलों को एक यादृच्छिक कोण से घुमाया।

दूसरे, भौतिकविदों ने ध्यान में रखा है कि चुंबकीय स्पंज, जिसका उपयोग फिलामेंट के शून्य मोड कंपन को दबाने के लिए किया जाता है, निरंतर माप में योगदान कर सकता है जी, और फिर इसके डिजाइन को इस तरह से बदल दिया कि यह योगदान कुछ भागों प्रति मिलियन से अधिक न हो।

तीसरा, वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रभावों से छुटकारा पाने के लिए द्रव्यमान की सतह को सोने की पन्नी की एक पतली परत के साथ कवर किया, और पन्नी को खाते में लेने के लिए मरोड़ संतुलन की जड़ता के क्षण की पुनर्गणना की। प्रयोग के दौरान स्थापना के कुछ हिस्सों की इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षमता की निगरानी करके, भौतिकविदों ने पुष्टि की कि विद्युत शुल्क माप परिणामों को प्रभावित नहीं करते हैं।

चौथा, शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि AAF विधि में, हवा में मरोड़ होता है, और हवा के प्रतिरोध को ध्यान में रखते हुए रॉकर की गति को समायोजित किया। टीओएस पद्धति में, सेटअप के सभी भाग निर्वात कक्ष में थे, इसलिए ऐसे प्रभावों को अनदेखा किया जा सकता था।

पांचवें, प्रयोगकर्ताओं ने पूरे प्रयोग के दौरान सेटअप का तापमान स्थिर रखा (उतार-चढ़ाव 0.1 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं था), और लगातार थ्रेड के तापमान को भी मापा और इसके लोचदार गुणों में बमुश्किल ध्यान देने योग्य परिवर्तनों को ध्यान में रखते हुए डेटा को सही किया।

अंत में, वैज्ञानिकों ने इस बात को ध्यान में रखा कि गोले की धातु की कोटिंग उन्हें पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करने की अनुमति देती है, और इस प्रभाव की भयावहता का अनुमान लगाया। प्रयोग के दौरान, वैज्ञानिकों ने धागे के रोटेशन के कोण, तापमान, वायु घनत्व में उतार-चढ़ाव और भूकंपीय गड़बड़ी सहित हर सेकंड सभी डेटा को पढ़ा और फिर एक पूरी तस्वीर बनाई और स्थिरांक के मूल्य की गणना की। जी.

वैज्ञानिकों ने प्रत्येक प्रयोग को कई बार दोहराया और परिणामों का औसत निकाला, और फिर सेटअप मापदंडों को बदल दिया और चक्र को फिर से शुरू कर दिया। विशेष रूप से, शोधकर्ताओं ने विभिन्न व्यास के चार क्वार्ट्ज फिलामेंट्स के लिए टीओएस पद्धति का उपयोग करके प्रयोग किए, और एएएफ योजना के साथ तीन प्रयोगों में वैज्ञानिकों ने मॉड्यूलेटिंग सिग्नल की आवृत्ति को बदल दिया। प्रत्येक मान को सत्यापित करने में भौतिकविदों को लगभग एक वर्ष का समय लगा, और कुल मिलाकर प्रयोग तीन वर्षों से अधिक समय तक चला।

(ए) टीओएस विधि में मरोड़ संतुलन की दोलन अवधि की समय निर्भरता; बकाइन डॉट्स "निकट" कॉन्फ़िगरेशन के अनुरूप हैं, नीले डॉट्स "दूर" के अनुरूप हैं। (बी) विभिन्न टीओएस सेटिंग्स के लिए गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के औसत मूल्य

भौतिकी में मौलिक मात्राओं में से एक होने के नाते, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का उल्लेख पहली बार 18वीं शताब्दी में किया गया था। उसी समय, इसके मूल्य को मापने के लिए पहले प्रयास किए गए थे, हालांकि, इस क्षेत्र में उपकरणों की अपूर्णता और अपर्याप्त ज्ञान के कारण, यह केवल 19 वीं शताब्दी के मध्य में संभव था। बाद में, प्राप्त परिणाम को बार-बार सुधारा गया (आखिरी बार यह 2013 में किया गया था)। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पहले (G = 6.67428(67) 10 −11 m³ s −2 kg −1 या N m² kg −2) और बाद वाले (G = 6.67384( 80) 10 −11 के बीच मूलभूत अंतर m³ s −2 kg −1 या N m² kg −2) मान मौजूद नहीं हैं।

इस गुणांक को व्यावहारिक गणनाओं के लिए लागू करते हुए, यह समझा जाना चाहिए कि वैश्विक सार्वभौमिक अवधारणाओं में स्थिरांक ऐसा है (यदि आप प्राथमिक कण भौतिकी और अन्य अल्प-अध्ययन वाले विज्ञानों के लिए आरक्षण नहीं करते हैं)। और इसका मतलब है कि पृथ्वी, चंद्रमा या मंगल का गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक एक दूसरे से अलग नहीं होगा।

शास्त्रीय यांत्रिकी में यह मात्रा एक बुनियादी स्थिरांक है। इसलिए, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक विभिन्न प्रकार की गणनाओं में शामिल होता है। विशेष रूप से, इस पैरामीटर के अधिक या कम सटीक मूल्य के बारे में जानकारी के बिना, वैज्ञानिक अंतरिक्ष उद्योग में इस तरह के एक महत्वपूर्ण गुणांक की गणना मुक्त गिरावट के त्वरण के रूप में नहीं कर पाएंगे (जो प्रत्येक ग्रह या अन्य ब्रह्मांडीय शरीर के लिए अलग होगा) .

हालाँकि, न्यूटन, जिन्होंने सामान्य रूप से गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की बात कही थी, केवल सिद्धांत में ही जाना जाता था। यही है, वह उस मूल्य के बारे में जानकारी के बिना, जिस पर वह वास्तव में आधारित है, सबसे महत्वपूर्ण भौतिक पदों में से एक को तैयार करने में सक्षम था।

अन्य मौलिक स्थिरांकों के विपरीत, भौतिकी केवल एक निश्चित डिग्री सटीकता के साथ कह सकती है कि गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक किसके बराबर है। इसका मूल्य समय-समय पर नए सिरे से प्राप्त होता है, और हर बार यह पिछले वाले से अलग होता है। अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​\u200b\u200bहै कि यह तथ्य इसके परिवर्तनों से नहीं, बल्कि अधिक सामान्य कारणों से जुड़ा है। सबसे पहले, ये माप के तरीके हैं (इस स्थिरांक की गणना के लिए विभिन्न प्रयोग किए जाते हैं), और दूसरी बात, उपकरणों की सटीकता, जो धीरे-धीरे बढ़ती है, डेटा को परिष्कृत किया जाता है, और एक नया परिणाम प्राप्त होता है।

इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक 10 से -11 शक्ति (जो शास्त्रीय यांत्रिकी के लिए एक अति-छोटा मूल्य है) द्वारा मापी गई मात्रा है, गुणांक के निरंतर शोधन में कोई आश्चर्य की बात नहीं है। इसके अलावा, प्रतीक दशमलव बिंदु के बाद 14 से शुरू होकर सुधार के अधीन है।

हालाँकि, आधुनिक तरंग भौतिकी में एक और सिद्धांत है, जिसे फ्रेड हॉयल और जे। नार्लीकर ने पिछली शताब्दी के 70 के दशक में वापस रखा था। उनकी मान्यताओं के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक समय के साथ घटता जाता है, जो कई अन्य संकेतकों को प्रभावित करता है जिन्हें स्थिरांक माना जाता है। इस प्रकार, अमेरिकी खगोलशास्त्री वैन फ्लैंडर्न ने चंद्रमा और अन्य खगोलीय पिंडों के मामूली त्वरण की घटना को नोट किया। इस सिद्धांत द्वारा निर्देशित, यह माना जाना चाहिए कि प्रारंभिक गणनाओं में कोई वैश्विक त्रुटियां नहीं थीं, और प्राप्त परिणामों में अंतर को स्थिरांक के मूल्य में परिवर्तन द्वारा समझाया गया है। यही सिद्धांत कुछ अन्य राशियों की अस्थिरता की बात करता है, जैसे

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, न्यूटन का स्थिरांक एक मूलभूत भौतिक स्थिरांक है, जो गुरुत्वीय अंतःक्रिया का एक स्थिरांक है।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के आधुनिक रिकॉर्ड में प्रकट होता है, लेकिन 19वीं शताब्दी की शुरुआत तक न्यूटन और अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों में स्पष्ट रूप से अनुपस्थित था।

अपने वर्तमान रूप में गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को पहली बार सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम में पेश किया गया था, जाहिरा तौर पर, उपायों की एकल मीट्रिक प्रणाली में संक्रमण के बाद ही। यह शायद पहली बार फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी पॉइसन ने अपने ग्रंथ यांत्रिकी (1809) में किया था। कम से कम पहले के किसी भी कार्य में गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक दिखाई नहीं देगा, जिसे इतिहासकारों द्वारा पहचाना नहीं गया है।

1798 में, हेनरी कैवेंडिश ने जॉन मिशेल (दार्शनिक लेनदेन 1798) द्वारा आविष्कृत मरोड़ संतुलन का उपयोग करके पृथ्वी के औसत घनत्व को निर्धारित करने के लिए एक प्रयोग स्थापित किया। कैवेंडिश ने ज्ञात द्रव्यमान की गेंदों के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में और पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में एक परीक्षण निकाय के पेंडुलम दोलनों की तुलना की। गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के संख्यात्मक मान की गणना बाद में पृथ्वी के औसत घनत्व के आधार पर की गई। मापा मूल्य सटीकता जीकैवेंडिश के समय से बढ़ा है, लेकिन इसका परिणाम पहले से ही आधुनिक के काफी करीब था।

सन् 2000 में, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का मान प्राप्त किया गया था

सेमी 3 जी -1 एस -2, 0.0014% की त्रुटि के साथ।

गुरुत्वीय स्थिरांक के लिए नवीनतम मान 2013 में वैज्ञानिकों के एक समूह द्वारा प्राप्त किया गया था, जो अंतर्राष्ट्रीय भार और माप ब्यूरो के तत्वावधान में काम कर रहे थे, और यह है

सेमी 3 जी -1 एस -2।

भविष्य में, यदि अनुभवजन्य रूप से गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का अधिक सटीक मान स्थापित किया जाता है, तो इसे संशोधित किया जा सकता है।

इस स्थिरांक का मान अन्य सभी मूलभूत भौतिक स्थिरांकों की तुलना में बहुत कम सटीक रूप से जाना जाता है, और इसे परिष्कृत करने के प्रयोगों के परिणाम भिन्न होते रहते हैं। इसी समय, यह ज्ञात है कि समस्याएं स्थान से स्थान और समय में निरंतर परिवर्तन से संबंधित नहीं हैं, लेकिन बड़ी संख्या में बाहरी कारकों को ध्यान में रखते हुए छोटी ताकतों को मापने में प्रायोगिक कठिनाइयों के कारण होती हैं।

खगोलीय आंकड़ों के अनुसार, स्थिर G व्यावहारिक रूप से पिछले सैकड़ों लाखों वर्षों में नहीं बदला है; इसका सापेक्ष परिवर्तन प्रति वर्ष 10 −11 - 10 −12 से अधिक नहीं होता है।

न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल एफजनता के साथ दो भौतिक बिंदुओं के बीच एम 1 और एम 2 दूरी पर आर, के बराबर है:

आनुपातिकता कारक जीइस समीकरण में गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक कहा जाता है। संख्यात्मक रूप से, यह गुरुत्वाकर्षण बल के मापांक के बराबर होता है जो इकाई द्रव्यमान के एक बिंदु पिंड पर एक अन्य समान पिंड से एक इकाई दूरी पर स्थित होता है।

इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) की इकाइयों में, 2008 के लिए डेटा फॉर साइंस एंड टेक्नोलॉजी (CODATA) के लिए समिति द्वारा अनुशंसित मूल्य था

जी\u003d 6.67428 (67) 10? 11 मीटर 3 एस? 2 किलो? 1

2010 में मूल्य को सही किया गया था:

जी\u003d 6.67384 (80) 10? 11 मीटर 3 सेकंड? 2 किलो? 1, या N m² किलो? 2।

अक्टूबर 2010 में, जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स में 6.67234 (14) के एक अद्यतन मूल्य का सुझाव देते हुए एक लेख प्रकाशित हुआ, जो मूल्य से तीन मानक विचलन कम है। जी 2008 में कमेटी फॉर डेटा फॉर साइंस एंड टेक्नोलॉजी (CODATA) द्वारा अनुशंसित, लेकिन 1986 में प्रस्तुत पहले के CODATA मूल्य के अनुरूप है।

मूल्य संशोधन जी, जो 1986 और 2008 के बीच हुआ था, मरोड़ संतुलन में निलंबन धागे की अयोग्यता के अध्ययन के कारण हुआ था।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक अन्य भौतिक और खगोलीय मात्राओं को परिवर्तित करने का आधार है, जैसे कि पृथ्वी सहित ब्रह्मांड में ग्रहों के द्रव्यमान, साथ ही साथ अन्य ब्रह्मांडीय पिंड, माप की पारंपरिक इकाइयों में, जैसे कि किलोग्राम। इसी समय, गुरुत्वाकर्षण संपर्क की कमजोरी और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के माप की कम सटीकता के कारण, ब्रह्मांडीय पिंडों के द्रव्यमान के अनुपात आमतौर पर किलोग्राम में अलग-अलग द्रव्यमानों की तुलना में अधिक सटीक रूप से ज्ञात होते हैं।

अनुभाग का उपयोग करना बहुत आसान है। प्रस्तावित क्षेत्र में, वांछित शब्द दर्ज करें, और हम आपको इसके अर्थों की एक सूची देंगे। मैं यह नोट करना चाहूंगा कि हमारी साइट विभिन्न स्रोतों से डेटा प्रदान करती है - विश्वकोश, व्याख्यात्मक, शब्द-निर्माण शब्दकोश। यहां आप अपने द्वारा दर्ज किए गए शब्द के उपयोग के उदाहरणों से भी परिचित हो सकते हैं।

"गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक" का क्या अर्थ है?

एनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी, 1998

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम में गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक (G के रूप में चिह्नित) आनुपातिकता कारक (सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण नियम देखें), G = (6.67259+0.00085) 10-11 N m2/kg2।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम F = G mM / r2 को व्यक्त करने वाले सूत्र में आनुपातिकता G का गुणांक, जहाँ F ≈ आकर्षण का बल, M और m ≈ आकर्षित करने वाले पिंडों का द्रव्यमान, r ≈ पिंडों के बीच की दूरी। जी पी के अन्य पदनाम: जी या एफ (कम अक्सर के 2)। जी पी का संख्यात्मक मान लंबाई, द्रव्यमान और बल की इकाइयों की प्रणाली की पसंद पर निर्भर करता है। इकाइयों की सीजीएस प्रणाली में

जी = (6.673 ╠ 0.003)×10-8days×cm2×g-2

या सेमी3×जी
--1×sec-2, इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में G = (6.673 ╠ 0.003)×10-11×n×m2×kg
--2

या m3×kg-1×sec-2। जीपी का सबसे सटीक मूल्य एक मरोड़ संतुलन का उपयोग करके दो ज्ञात द्रव्यमानों के बीच आकर्षण बल के प्रयोगशाला माप से प्राप्त होता है।

पृथ्वी के सापेक्ष आकाशीय पिंडों (उदाहरण के लिए, उपग्रह) की कक्षाओं की गणना करते समय, भू-केंद्रित G. p. का उपयोग किया जाता है ≈ पृथ्वी के द्रव्यमान (इसके वायुमंडल सहित) द्वारा G. p. का गुणनफल:

जीई = (3.98603 ╠ 0.00003)×1014×m3×s-2.

सूर्य के सापेक्ष आकाशीय पिंडों की कक्षाओं की गणना करते समय, सूर्यकेंद्रित G. p. का उपयोग किया जाता है ≈ सूर्य के द्रव्यमान द्वारा G. p. का गुणनफल:

जीएस = 1.32718×1020×m3×s-2।

जीई और जीएस के ये मूल्य 1964 में अंतर्राष्ट्रीय खगोलीय संघ के कांग्रेस में अपनाए गए मौलिक खगोलीय स्थिरांक की प्रणाली के अनुरूप हैं।

यू ए रयाबोव।

विकिपीडिया

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक, न्यूटन स्थिरांक(आमतौर पर निरूपित , कभी-कभी या) - मौलिक भौतिक स्थिरांक, गुरुत्वाकर्षण परस्पर क्रिया स्थिरांक।

न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम के अनुसार, गुरुत्वाकर्षण आकर्षण बल जनता के साथ दो भौतिक बिंदुओं के बीच और , दूरी पर स्थित है , के बराबर है:

$F=G\frac(m_1 m_2)(r^2).$

आनुपातिकता कारकइस समीकरण में कहा जाता है गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक. संख्यात्मक रूप से, यह गुरुत्वाकर्षण बल के मापांक के बराबर होता है जो इकाई द्रव्यमान के एक बिंदु पिंड पर एक अन्य समान पिंड से एक इकाई दूरी पर स्थित होता है।

6.67428(67) 10 m s kg, या N m² kg,

2010 में मूल्य को सही किया गया था:

6.67384(80) 10 m s kg, या N m² kg।

2014 में, CODATA द्वारा अनुशंसित गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का मान बन गया:

6.67408(31) 10 m s kg, या N m² kg।

अक्टूबर 2010 में, जर्नल फिजिकल रिव्यू लेटर्स में 6.67234(14) के अद्यतन मूल्य का सुझाव देते हुए एक लेख प्रकाशित हुआ, जो मूल्य से तीन मानक विचलन कम है। , 2008 में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए डेटा समिति (CODATA) द्वारा अनुशंसित, लेकिन 1986 में प्रस्तुत पहले के CODATA मूल्य के अनुरूप है। मूल्य का संशोधन , जो 1986 और 2008 के बीच हुआ था, मरोड़ संतुलन में निलंबन धागे की अयोग्यता के अध्ययन के कारण हुआ था। गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक अन्य भौतिक और खगोलीय मात्राओं को परिवर्तित करने का आधार है, जैसे कि पृथ्वी सहित ब्रह्मांड में ग्रहों के द्रव्यमान, साथ ही साथ अन्य ब्रह्मांडीय पिंड, माप की पारंपरिक इकाइयों में, जैसे कि किलोग्राम। इसी समय, गुरुत्वाकर्षण संपर्क की कमजोरी और गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक के माप की कम सटीकता के कारण, ब्रह्मांडीय पिंडों के द्रव्यमान के अनुपात आमतौर पर किलोग्राम में अलग-अलग द्रव्यमानों की तुलना में अधिक सटीक रूप से ज्ञात होते हैं।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक- आनुपातिकता का गुणांक जीवर्णन रूप में गुरुत्वाकर्षण कानून.

जीपी का संख्यात्मक मान और आयाम द्रव्यमान, लंबाई और समय को मापने के लिए इकाइयों की प्रणाली की पसंद पर निर्भर करता है। जी.पी.जी, जिसका आयाम है एल 3 एम -1 टी -2, जहां लंबाई एल, वज़न एमऔर समय टीएसआई इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, इसे आमतौर पर कैवेंडिश जी.पी कहा जाता है। यह एक प्रयोगशाला प्रयोग में निर्धारित किया जाता है। सभी प्रयोगों को सशर्त रूप से दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

प्रयोगों के पहले समूह में, गुरुत्वाकर्षण बल। अन्योन्यक्रिया की तुलना क्षैतिज मरोड़ संतुलन के धागे के प्रत्यास्थ बल से की जाती है। वे एक हल्के घुमाव हैं, जिसके सिरों पर समान परीक्षण द्रव्यमान तय होते हैं। एक पतले लोचदार धागे पर, घुमाव को गुरुत्वाकर्षण में निलंबित कर दिया जाता है। संदर्भ जन क्षेत्र। गुरुत्वाकर्षण मूल्य। परीक्षण और संदर्भ द्रव्यमान (और, परिणामस्वरूप, जीपी की परिमाण) के बीच की बातचीत या तो थ्रेड (स्थैतिक विधि) के मोड़ के कोण या मरोड़ संतुलन की आवृत्ति में परिवर्तन द्वारा निर्धारित की जाती है जब संदर्भ जनता को स्थानांतरित किया जाता है (गतिशील विधि)। 1798 जी कैवेंडिश (एच। कैवेंडिश) में परिभाषित मरोड़ तराजू के माध्यम से पहली बार जी।

प्रयोगों के दूसरे समूह में, गुरुत्वाकर्षण बल। इंटरेक्शन की तुलना की जाती है, जिसके लिए बैलेंस स्केल का उपयोग किया जाता है। इस तरह, जीपी की पहली बार 1878 में पीएचडी जॉली द्वारा पहचान की गई थी।

इंटर्न में शामिल कैवेंडिश जी.पी. का मूल्य। तारक। सूक्ष्म प्रणाली में संघ। स्थायी (SAP) 1976, जो आज भी उपयोग किया जाता है, 1942 में यूएस नेशनल ब्यूरो ऑफ मेजर्स एंड स्टैंडर्ड्स में P. Heyl और P. Chrzanowski द्वारा प्राप्त किया गया था। यूएसएसआर में, जीपी को पहली बार राज्य एस्ट्र में परिभाषित किया गया था। उन में। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में पीके स्टर्नबर्ग (जीएआईएसएच)।

सभी आधुनिक में आइटम (टैब।) मरोड़ तराजू के कैवेंडिश जी की परिभाषा का इस्तेमाल किया गया। ऊपर वर्णित के अलावा, मरोड़ तुला के संचालन के अन्य तरीकों का भी उपयोग किया गया था। यदि संदर्भ द्रव्यमान मरोड़ धागे की धुरी के चारों ओर संतुलन के प्राकृतिक दोलनों की आवृत्ति के बराबर आवृत्ति के साथ घूमता है, तो Gp के परिमाण को मरोड़ दोलनों (अनुनाद विधि) के आयाम में गुंजयमान परिवर्तन से आंका जा सकता है। गतिशील संशोधन। विधि एक घूर्णी विधि है, जिसमें प्लेटफ़ॉर्म, उस पर स्थापित मरोड़ भार और संदर्भ द्रव्यमान के साथ, एक पोस्ट के साथ घूमता है। आंग। रफ़्तार।

सारणी में दिया गया है। आरएमएस त्रुटियां आंतरिक इंगित करती हैं प्रत्येक परिणाम का अभिसरण। विभिन्न प्रयोगों में प्राप्त जीपी के मूल्यों के बीच एक निश्चित विसंगति इस तथ्य के कारण है कि जीपी की परिभाषा के लिए पूर्ण माप की आवश्यकता होती है और इसलिए व्यवस्थित संभव है। में त्रुटियाँ परिणाम। जाहिर है, जीपी का एक विश्वसनीय मूल्य केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब डीईसी को ध्यान में रखा जाए। परिभाषाएँ।

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत और आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत (जीआर) दोनों में, जीपी को प्रकृति का सार्वभौमिक स्थिरांक माना जाता है, जो अंतरिक्ष और समय में नहीं बदलता है और भौतिक से स्वतंत्र है। और रसायन। मध्यम और गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के गुण। गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत के भिन्न रूप हैं जो जीपी की परिवर्तनशीलता की भविष्यवाणी करते हैं (उदाहरण के लिए, डायराक का सिद्धांत, गुरुत्वाकर्षण के स्केलर-टेंसर सिद्धांत)। विस्तारित के कुछ मॉडल अतिगुरुत्वाकर्षण(सामान्य सापेक्षता का क्वांटम सामान्यीकरण) परस्पर क्रिया करने वाले द्रव्यमान के बीच की दूरी पर G. p की निर्भरता का भी अनुमान लगाता है। हालाँकि, वर्तमान में उपलब्ध अवलोकन संबंधी डेटा, साथ ही विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए प्रयोगशाला प्रयोग, अभी तक हमें G. p में परिवर्तनों का पता लगाने की अनुमति नहीं देते हैं।

अक्षर:सैगिटोव एम.यू., गुरुत्वाकर्षण का स्थिरांक और, एम., 1969; सागिटोव एमयू एट अल।, कैवेंडिश गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की नई परिभाषा, डीएएन एसएसएसआर, 1979, वॉल्यूम 245, पी। 567; माइलुकोव वी.के., क्या यह बदलता है गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक?, "नेचर", 1986, नंबर 6, पी। 96.