Kokeessa käytetty kultapallo on pienen kuoriaisen kokoinen. Kuva: <span class="photographer">Tobias Westphal / Wienin yliopisto</span>
Kokeessa käytetty kultapallo on pienen kuoriaisen kokoinen. Kuva: Tobias Westphal / Wienin yliopisto

Koskaan aiemmin gravitaatiota ei ole mitattu näin pienten esineiden välillä.

Fyysikot ovat mitanneet painovoimaa pienemmässä mittakaavassa kuin koskaan aikaisemmin, 90 milligramman painoisilla kultapalloilla. Tutkijoiden mukaan mittaus voi auttaa sovittamaan painovoimateoriaa yhteen kvanttimaailman kanssa.

Painovoima on luonnonilmiö, joka saa kaikki massalliset kappaleet vetämään toisiaan puoleensa. Sen suuruus riippuu kappaleiden massasta ja niiden välisestä etäisyydestä. Maata 80 kertaa kevyemmässä Kuussa painovoima on kuudesosa Maan painovoimasta.

Mutta miten painovoima käyttäytyisi taivaankappaleella, joka vastaa kooltaan leppäkerttua?

Wienin yliopiston tutkija Markus Aspelmeyer kollegoineen tutki painovoiman vaikutusta hyvin kevyiden kappaleiden välillä laboratorio-oloissa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

He käyttivät mittauksissa kahta pientä kultapalloa, joiden massa oli 90 milligrammaa eli 0,09 grammaa. Halkaisijaltaan pallot olivat alle kaksi millimetriä.

Kultapallojen toisiinsa kohdistamaa painovoimaa mitatakseen tutkijat käyttivät apunaan torsiovaakaa. Se on vaakatasoon asetettu heiluri, johon kiinnitettyjen esineiden painovoimaa voidaan mitata heilurin kiertymisen perusteella.

Tutkijat liikuttivat ensimmäistä palloa edestakaisin 1,6 millimetrin mittaisella matkalla toisen pallon vierellä. Ensimmäisen pallon painovoima liikutti toista palloa muutaman nanometrin verran ja sai heilurin kiertymään.

Tätä liikettä mittaamalla tutkijat pystyivät selvittämään painovoimakentän, jonka ensimmäinen kultapallo aiheutti.

Kyseessä on kevyin esine, jonka painovoimaa on koskaan onnistuttu mittamaan. Aikaisempi ennätys tehtiin 700 milligramman painoisella volframipallolla.

Tutkimus julkaistiin Nature-tiedelehdessä.

Kun painovoimaa mitataan pienillä massoilla, koejärjestelyissä täytyy ottaa huomioon kaikkein pienimmätkin häiriöt. Itävaltalaistutkijoiden koe järjestettiin tyhjiökammiossa, jotta toisiinsa törmäilevät kaasumolekyylit eivät vaikuttaisi tuloksiin.

Aspelmeyerin mukaan koetilanne oli niin herkkä, että tutkijat havaitsivat vaa’allaan jopa kahden kilometrin päässä maaliin saapuvan maratonjuoksijan askeleet.

Seuraavaksi itävaltalaistutkijoiden tavoitteena on mitata painovoimaa tuhansia kertoja pienemmässä mittakaavassa. Sitä varten he ovat kehittelemässä koetilannetta, jossa pallot ja vaaka leijailisivat ilmassa.

Tutkijoiden tavoitteena yhdistää painovoima kvanttiteoriaan. Siinä voisivat auttaa vielä biljoona kertaa pienemmässä mittaluokassa toteutetut mittaukset.

Yleinen suhteellisuusteoria kuvaa aika-avaruutta, painovoimaa ja maailmankaikkeuden suuria linjoja, kun taas kvanttimekaniikka selittää kaikkein pienimpien osasten toimintaa. Ongelmana on, etteivät nämä teoriat osu yhteen.

Erer2
Seuraa 
Viestejä1675

Jukka Savorinen kirjoitti:
JeeSe kirjoitti:
Savorinen? Kuinkas ne nyt noin työntyy?

Niin, mitäs ihmeellistä tuossa nyt on?

Avaruudessa laajenevat pallot tietysti varjostavat tilaa riittävästi sikäli ettei niiden läpi pääse työntymään niin paljon laajenevaa työntävää voimaa kuin mitä niitä kohti työntyy avoimelta puolelta, joten tietysti niitä työnnettään sikäli enemmäm toisiansa kohti kuin toisistaan pois päin.

Siis sen laajenevan työntävän voiman toimesta jota avaruudessa työntyy joka suunnasta joka suuntaan.

Tästä erikseen on sitten se laajeneva työntävä voima jota näiden laajenevien pallon atomien ytimet kierrättävät keskenään 😃

Nyt kyllä tuli Savoriselta niin mystinen laajeneva työntävä voimapurskaus, etten ymmärtänyt hölkäsen pöläystä.

  • ylös 10
  • alas 0
Sisältö jatkuu mainoksen alla