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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。

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？

    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

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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