Un nuovo modo di misurare la costante gravitazionale

La costante gravitazionale è una grandezza fondamentale dell’universo, il cui valore rimane in parte ancora misterioso. Un gruppo di fisici svizzeri vuole usare un nuovo impianto sperimentale per misurarla con un altissimo livello di precisione. Ecco i dettagli dell’esperimento.

Misurare la costante gravitazionale

La costante gravitazionale G, è alla base della teoria che descrive la gravità e quindi il comportamento di un sacco di cose nell’universo: pianeti, stelle, galassie. Il suo valore permette di calcolare, insieme alla massa degli oggetti coinvolti e alla loro distanza, la forza di attrazione gravitazionale.

Il suo calcolo sperimentale è stato sempre difficoltoso. La forza di gravità, delle varie forze fondamentali (ci sono anche forza forte, debole ed elettromagnetica), è la più debole. La sua interazione è quindi altrettanto debole ed evidente e misurabile solo quando coinvolte masse molto grandi, che rendono difficoltoso un calcolo preciso e impossibile l’utilizzo di un ambiente di misura controllato e riproducibile.

Negli anni sono stati vari esperimenti per calcolarla, ma la precisione è rimasta abbastanza bassa rispetto a quello di altre costanti universali.

Il metodo

Il sopracitato team di fisici ha provato quindi un nuovo approccio. Prese due barre di metallo sospese e ravvicinate, ne hanno fatta vibrare una, andando poi a misurare la vibrazione manifestata nell’altra. Al netto di tutte le altre possibili interazioni, la vibrazione della seconda sbarra dovrebbe essere riconducibile all’intensità della interazione gravitazionale tra le due. Per misurare la vibrazione sono stati usati quattro laser, uno per la barra vibrante e tre per la barra “vibrata”.

Questo metodo si differenzia da tutti quelli precedenti perché si basa su un sistema dinamico, piuttosto che su un sistema statico. Il difetto dei secondi è che è impossibile eliminare l’influenza gravitazionale di ogni oggetto nell’universo, essendo il raggio d’azione di questa forza infinito. In un sistema dinamico invece è teoricamente molto più facile isolare l’interazione.

La misurazione fatta dal team riporta un valore della costante gravitazione di circa il 2.2% più grande del valore fino ad ora accettato come vero. L’esperimento presenta però ancora un grosso grado di incertezza, che dovrà essere eliminato modificando il setup sperimentale e assicurandosi di aver considerato ogni possibile dettaglio.

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