Grawitacja to jedno z podstawowych oddziaływań we Wszechświecie. Jej siła jest zależna od masy obiektów i odległości pomiędzy ich środkami. Odczuwamy jej skutki jedynie w kontekście obiektów o naprawdę gigantycznej masie jak Ziemia, czy Księżyc. Nie oznacza to jednak, że nie występuje ona także w odniesieniu do znacznie mniejszych obiektów. Po prostu siła ta jest tak niewielka, że wręcz pomijalna. Naukowcy postanowili to wykorzystać w celu wykrycia ciemnej materii.
Grawitacja małych obiektów a ciemna materia
Grawitacji małych obiektów nie uwzględnia się w obliczeniach fizycznych, ponieważ jest to jeden z licznych parametrów, który ma pomijalne znaczenie. Zresztą nawet gdyby ktoś chciał, to jeszcze niedawno nie wiedziano nawet jak się do tego zabrać. A wbrew pozorom może to być bardzo ważne. Mając bardziej szczegółowe zrozumienie najdrobniejszych sił grawitacji, naukowcy mogliby rozpocząć badania nad ciemną materią. I tu na ratunek przychodzi im eksperyment Cavendisha z końca XVIII wieku. To w dużym skrócie polegało na zastosowaniu olbrzymiego wahadła skrętnego i ołowianej kuli. Cavendish wykazał, że siła grawitacji ołowianej kuli o średnicy 30 cm była wystarczająca, by odchylić wahadło. W ten sposób on i inni przeciwstawili się założeniom, że tylko planety i podobne obiekty astronomiczne mają własne przyciąganie grawitacyjne.
Zobacz też: Korzystasz z BlaBlaCar? Uważaj na nowe oszustwo
Współczesna wersja eksperymentu wykorzystuje naprawdę małe obiekty. Badacze zamiast ołowianej kuli użyli 2 mm złotej kulki o wadze zaledwie 90 mg. Ich wahadło skrętne było natomiast pięciocentymetrowym szklanym prętem o grubości zaledwie pół milimetra, dyndającym na szklanym włóknie i z większą liczbą złotych kul przymocowanych na każdym końcu. Do śledzenia wszelkich ruchów zastosowano laser. Jak sami naukowcy opisali efekt eksperymentu:
Poruszamy złotą sferą tam i z powrotem, tworząc pole grawitacyjne, które zmienia się w czasie. To powoduje, że wahadło skrętne oscyluje z tą konkretną częstotliwością wzbudzenia.
Rzeczywisty ruch sam w sobie wynosił zaledwie kilka milionowych części milimetra, a na tym poziomie grupa była zmuszona do podjęcia kroków w celu uniknięcia potencjalnych wpływów ruchu ze źródeł, o których zwykle się nie myśli. Na przykład, siły elektrostatyczne były tłumione przez ekran przewodzący umieszczony pomiędzy masami, a wahadło było zawieszone w komorze próżniowej. Jednak niektóre z innych czynników mogły być uwzględnione tylko w nietypowych godzinach pracy. Wszystko z powodu ruchu ulicznego. Zespół pracuje teraz nad przyjrzeniem się polom grawitacyjnym mas tysiące razy lżejszych niż złote kulki użyte w tym eksperymencie. Chodzi tu o obliczenie jak najmniejszych możliwych sił. Może to pozwolić na zidentyfikowanie obecności ciemnej energii lub ciemnej materii, które uważane są za kluczowe w procesie formowania się wszechświata, na podstawie sposobu, w jaki zmieniają one zachowanie grawitacji.
Źródło: SlashGear