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偶感:引力的本质与万有引力常数G的测量

已有 2035 次阅读 2018-8-31 20:32 |个人分类:基础数学-逻辑-物理|系统分类:科研笔记| 万有引力常数G, 测量值, 质量, 运动效应, 时间

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偶感:引力的本质与万有引力常数G的测量

                         

    看到《科学网》2018-08-30的报道《为了解开牛顿留下的谜题 中国科学家测出国际最精确的万有引力常数》,我又坐不住了。

    牛顿万有引力定律常见的形式,是不是“引力作用”最真实的表达式?

       

一、对牛顿万有引力定律的修改

    按照wiki百科,《中国大百科全书(天文学)》词条“太阳系内的引力定律”的介绍,从牛顿本人开始,一直有人在做修改牛顿万有引力定律(常见的公式版本)的尝试。

wiki extended expression of law of gravity.jpg

Newton's law of universal gravitation, From Wikipedia, the free encyclopedia

https://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_universal_gravitation

这里不再详述。

                 

二、牛顿万有引力常数G:是否随时间变化

    牛顿万有引力常数G的“真值”,是否在随时间(例如十年尺度,不是指宇宙常数的变化时间)的变化?

    牛顿万有引力常数G的“测量值”,是否随时间(例如十年尺度,不是指宇宙常数的变化时间)的变化?

    假如它们在随时间变化,一种解释如下:

    “真值”随时间变化,可能意味着牛顿万有引力定律需要修改;

    “测量值”随时间变化,可能意味着存在其它的作用。

   

        G的“测量值”看来的确在随时间变化。这是坚持“引力磁”猜想的实验证据之一。

   


Fig. 2 | Experimental data.

c, The 7 values of G obtained using four fibres and the TOS method. The measurement was carried out once with fibre 2 and twice with random orientations of the source masses for fibres 1, 3 and 4. 

f, The values of G obtained by the AAF method. Each point denotes the value of G obtained with different orientations of the spheres. The signal frequency is about 2.50 mHz in AAF-I and ~1.67 mHz in AAF-II and AAF-III. All error bars denote 1σ confidence level.

            


Fig. 3: Comparison with previous results.

G values obtained in this work compared with recent measurements (NIST-8239, TR&D-9640, LANL-9741, UWash-0015, BIPM-019, UWup-0242, MSL-0343, HUST-0516,17, UZur-0644, HUST-0918,19, JILA-1045, BIPM-1410,11, LENS-1447, UCI-1446) and the CODATA-2014 value4. All error bars denote 1σ confidence level.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5  

         

    以前也有类似的报道:

    (1)Physics Review Letters, 2010, 105(11): 110801. 里的图2。

http://journals.aps.org/prl/issues/105/11

http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.105.110801

    (2)Nature,18 June 2014,Quantum method closes in on gravitational constant, Cold rubidium atoms provide fresh approach to measuring Newton's big G., Ron Cowen, 18 June 2014

https://www.nature.com/news/quantum-method-closes-in-on-gravitational-constant-1.15427

WEB_schlamminger.jpg

https://www.nature.com/news/dummy-jpg-1-7.17992?article=1.15427

                   

三、常数G的误差与变化:一种可能的解释

    是由“质量的运动效应”引起:万有引力定律只反映质量之间处在相对静止时的作用,当质量之间处在相对运动时,会有“质量的运动效应”(如“引力磁”)作用。

    猜想:

    1)采用静止方式,实验测量得到的“真正”的万有引力常数G

    2)采用质量之间运动方式得到的G,是受到“质量的运动效应”干扰之后的G。这种“测量值G”,随日期变化(月球、太阳等作用引起)。随着“测量时间”的增大,“测量值G”的误差,先减小,之后再增大。并且实验采用的质量之间的相对运动速度越大,“测量值G”的误差越大。

    原因:

    数据量较小时,常数G的计算误差较大。随着测量数据样本容量的增大,常数G的置信区间会减小。

    测量时间较长时,常数G的被“质量的运动效应”干扰引起的误差增大。“质量的运动效应”随外界变化,所以测量时间太长时,该类干扰引起的G误差增大。并且往往实验观测的时间越长,误差越大。

           

相关链接:

[1] 科学网,倪思洁,中国科学报,2018-08-30,为了解开牛顿留下的谜题 中国科学家测出国际最精确的万有引力常数 

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/8/417066.shtm

[2] Measurements of the gravitational constant using two independent methods

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5

[3] 中国大百科全书(天文学)[M], 太阳系内的引力定律. 北京:中国大百科全书出版社,1980.

[4] 2018-08-29,反思麦克斯韦经典电磁理论宣言

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1131694.html

[5] 2018-08-28,关于电磁场“场”概念的局限性、电荷能量的偶感

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1131501.html

[6] 2014-06-19,[谁愿给我推荐发表] 引力磁、暗能量、G的变化

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-804709.html

[7] 2013-11-29,引力磁与暗能量的部分定性解释(要点)

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-745733.html

[8] 2012-08-06,[请教] “引力磁”怎样翻译成英文?

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-599684.html

                          

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