Ученые выяснили, что погрешности в измерении гравитационной постоянной носят циклический характер и совпадают с колебаниями длины дня на Земле.

Изменение гравитационной постояннойОб этом говорится в статье американских специалистов из Калифорнийского технологического института, опубликованной в журнале Europhysics Letters.

Гравитационная постоянная (G) – это коэффициент, который входит в состав уравнения, описывающего закон всемирного тяготения Ньютона. Ученые уже не первое столетие бьются над тем, чтобы точно измерить G, но, несмотря на появление всё более совершенных приборов и методик, этого сделать до сих пор не удалось.

Согласно официальным оценкам, значение гравитационной постоянной составляет 6.673 × 10−11 N•(m/kg)², однако в реальности эта цифра колеблется от 6.672 × 10−11 до 6.675 × 10−11 N•(m/kg)². Таким образом, расхождение составляет сотые доли процента, что достаточно серьезно для физических измерений.

Авторы статьи проанализировали значения G, полученные в разных лабораториях мира, начиная с 1962 года. Когда они обратили внимание на даты измерений, выяснилось, что величина G циклически возрастает и убывает, причем длина цикла составляет 5,9 лет. Ученые сразу же вспомнили о статье своих коллег, опубликованной в журнале Nature в 2013 году. В ней говорилось, что длина дня на Земле варьирует таким же образом.

Изменения длины дня свидетельствуют о перепадах скорости вращения Земли вокруг своей оси. Интересно, что такие 5,9-летние циклы не могут быть вызваны колебаниями солнечной активности – скорее всего, они связаны с процессами в самой планете, точнее, с движением вещества в ее ядре. По словам авторов работы, эти же явления могут влиять и на эксперименты по измерению G, хотя характер этого влияния пока остается неизвестным.

В любом случае, теперь специалисты знают, что в неточностях измерения гравитационной постоянной нельзя обвинять погрешность приборов, поскольку физики имеют здесь дело с посторонним, но объективным физическим фактором.

Источник: infox.ru

Ученые из Потсдамского исследовательского центра наук о Земле, входящего в объединение имени Гельмгольца в Германии, впервые показали на объемных моделях, что гравитационное поле Земли меняется во времени. Недавно они опубликовали все свои геоиды разных лет, за характерную форму прозванные потсдамскими картофелями тяжести (Potsdam Gravity Potato), при сравнении которых видно, какие они разные. Об этом пишет сайт Universe Today.

Модель гравитационного поля ЗемлиСтроить визуальные компьютерные модели гравитационного поля Земли ученые из Потсдама под руководством Кристофа Ферсте (Christoph Foerste) и Франка Флештнера (Frank Flechtner) стали несколько лет назад. Для компьютерного моделирования геоида они использовали спутниковые данные измерения силы тяжести, альтиметрии, а также наземные измерения. Их последняя модель — EIGEN-6C, построенная в 2011 году, отличается от модели 2005 года четырехкратным ростом пространственного разрешения. Всего в модели EIGEN-6C использовано порядка 800 млн данных, которые объединены в 75 тысяч параметров, описывающих поле гравитации.

Ученые пользовались данными спутников LAGEOS, GRACE и GOCE. Последний аппарат — GOCE — запущен на орбиту Европейским космическим агентством в марте 2009 года. За период до ноября 2013 года он совершил 27 тысяч витков вокруг планеты. На спутнике установлен гравиметр, вычисляющий изменение ускорения силы тяжести. Этот спутник передает очень точные данные о поле гравитации в недоступных для наземных измерений местах — Центральной Африке, Гималаях. GOCE хорошо картирует отклонения поверхности мирового океана. Этот метод, известный как динамическая топография океанов, показывает влияние силы тяжести на водную поверхность.

Данные спутника GRACE, полученные на протяжении нескольких лет, тоже включены в модель. С их помощью ученые установили, как влияют на поле гравитации зависимые от климата параметры, такие как таяние и рост ледников в полярных регионах, сезонноизменяемое количество воды в крупных речных системах.

Источник: Научная Россия

Земная гравитация не одинакова по всей нашей планете. Сила притяжения слабее на экваторе и на вершинах гор. Эксперименты показали, что самое низкое ускорение свободного падения находится на горе Уаскаран в Перу (9,7639 м/с²), а самое высокое — на поверхности Северного Ледовитого океана (9,8337 м/с²).

Подробнее...

Хотите быстро сбросить вес? Не нужно возиться с диетами — достаточно переселиться в более высокое место. Вы почувствуете себя легче благодаря колебаниям земной силы тяжести, которые, как показала новая карта, сильнее, чем мы думали. 

В центре изображения находится Эверест: чем больше красного, тем меньше сила тяжести. (Изображение GGMplus / Curtin University.)Земная гравитация не одинакова (как иногда полагает обыватель) по всей планете, ибо наш «шарик» не является идеальной сферой и не обладает равномерной плотностью. Кроме того, на экваторе сила притяжения слабее за счёт центробежных сил, возникающих при вращении планеты. Слабее она и на больших высотах, то есть дальше от центра Земли — например, на вершине Эвереста.

И у НАСА, и у Европейского космического агентства есть спутники с высокочувствительными акселерометрами, которые отображают гравитационное поле планеты, но с точностью всего лишь в районе нескольких километров. Между тем сведения о силе тяжести необходимы для строительства туннелей, дамб и даже высотных зданий, поэтому карты с более высоким разрешением имеют значение не только для кабинетных учёных. 

Кристиан Хёрт из Университета Кёртина (Австралия) и его коллеги объединили гравитационные данные со спутников и топографическую информацию и получили тем самым карту изменений силы тяжести между 60° северной и 60° южной широты, что позволило охватить 80% земной суши. 

Карта состоит более чем из 3 млрд точек с разрешением около 250 м. Вычисление силы тяжести в каждой точке на обычном ПК заняло бы пять лет, но тут помог суперкомпьютер, который справился со всей работой за три недели. 

Модель выявила более кардинальные различия в ускорении свободного падения по сравнению с предыдущими исследованиями. Модели обычного типа предсказывают минимальное ускорение свободного падения 9,7803 м/с² на экваторе и 9,8322 м/с² на полюсах. Разработка г-на Хёрта точно указывает на неожиданные места с более разительными отличиями. Самое низкое ускорение свободного падения — на горе Уаскаран в Перу (9,7639 м/с²), а самое высокое — на поверхности Северного Ледовитого океана (9,8337 м/с²). 

«Уаскаран стала в каком-то смысле сюрпризом, потому что она расположена примерно в тысяче километров к югу от экватора, — признаётся г-н Хёрт. — Увеличение силы тяжести по мере удаления от экватора более чем компенсировано высотой горы и местными аномалиями». 

Эти различия означают, что два человека, падающих с высоты 100 м в каждой из этих точек, разобьются с разницей в 16 мс: сначала в Арктике, потом в Перу. Когда группа плакальщиков переместится из Северного Ледовитого океана в высокогорье Анд, каждый из них потеряет 1% своего веса. Впрочем, масса тела, к сожалению, не изменится. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА