Los investigadores han logrado medir el campo gravitacional de una esfera de oro, de solo 2 mm de diámetro, utilizando un péndulo altamente sensible y, por lo tanto, la fuerza gravitacional más pequeña. El experimento abre nuevas posibilidades para probar las leyes de la gravedad enescamas pequeñas.
La gravedad es la más débil de todas las fuerzas conocidas en la naturaleza y, sin embargo, está más presente en nuestra vida cotidiana. Cada pelota que lanzamos, cada moneda que arrojamos, todos los objetos son atraídos por la gravedad de la Tierra. En el vacío,todos los objetos cercanos a la superficie de la Tierra caen con la misma aceleración: su velocidad aumenta en aproximadamente 9,8 m / s por segundo. La fuerza de la gravedad está determinada por la masa de la Tierra y la distancia desde el centro. En la Luna, que es aproximadamente80 veces más livianos y casi 4 veces más pequeños que la Tierra, todos los objetos caen 6 veces más lento. ¿Y en un planeta del tamaño de una mariquita? Los objetos caerían 30 mil millones de veces más lento allí que en la Tierra. Las fuerzas gravitacionales de esta magnitud normalmente ocurren soloen las regiones más distantes de las galaxias para atrapar estrellas remotas. Un equipo de físicos cuánticos dirigido por Markus Aspelmeyer y Tobias Westphal de la Universidad de Viena y la Academia de Ciencias de Austria ha demostrado estas fuerzas en el laboratorio por primera vez.yo me.Para hacerlo, los investigadores se basaron en un famoso experimento realizado por Henry Cavendish a finales del siglo XVIII.
Durante la época de Isaac Newton, se creía que la gravedad estaba reservada para objetos astronómicos como los planetas. No fue hasta el trabajo de Cavendish y Nevil Maskelyne antes que él que fue posible demostrar que los objetos en la Tierra también generanCon un elegante dispositivo de péndulo, Cavendish logró medir la fuerza gravitacional generada por una bola de plomo de 30 cm de alto y 160 kg de peso en 1797. El llamado péndulo de torsión: dos masas en los extremos de una varilla suspendida deun alambre delgado y libre para girar - se desvía de manera mensurable por la fuerza gravitacional de la masa de plomo. Durante los siglos siguientes, estos experimentos se perfeccionaron aún más para medir las fuerzas gravitacionales con una precisión cada vez mayor.
El equipo de Viena tomó esta idea y construyó una versión en miniatura del experimento de Cavendish. Una esfera de oro de 2 mm que pesa 90 mg sirve como masa gravitacional. El péndulo de torsión consiste en una barra de vidrio de 4 cm de largo y medio milímetro de grosor., suspendido de una fibra de vidrio de unas milésimas de milímetro de diámetro. Esferas de oro de tamaño similar están unidas a cada extremo de la varilla. "Movimos la esfera de oro hacia adelante y hacia atrás, creando un campo gravitacional que cambia con el tiempo", explicaJeremias Pfaff, uno de los investigadores que participaron en el experimento. "Esto hace que el péndulo de torsión oscile a esa frecuencia de excitación particular". El movimiento, que es de sólo unas millonésimas de milímetro, se puede leer con la ayuda de unláser y permite sacar conclusiones sobre la fuerza. La dificultad es mantener otras influencias en el movimiento lo más pequeñas posible. "El mayor efecto no gravitacional en nuestro experimento proviene de las vibraciones sísmicas generadas por lostrianes y el tráfico de tranvías alrededor de nuestro laboratorio en Viena ", dice el coautor Hans Hepach:" Por lo tanto, obtuvimos los mejores datos de medición por la noche y durante las vacaciones de Navidad, cuando había poco tráfico ". Otros efectos, como las fuerzas electrostáticas, podrían reducirsea niveles muy por debajo de la fuerza gravitacional mediante un escudo conductor entre las masas de oro.
Esto hizo posible determinar el campo gravitacional de un objeto que tiene aproximadamente la masa de una mariquita por primera vez. Como siguiente paso, se planea investigar la gravedad de masas miles de veces más livianas.
La posibilidad de medir campos gravitacionales de masas pequeñas y a distancias reducidas abre nuevas perspectivas para la investigación en física gravitacional; se podrían encontrar rastros de materia oscura o energía oscura en el comportamiento de la gravedad, que podría ser responsable de la formación de nuestroLos investigadores de Aspelmeyer están particularmente interesados en la interfaz con la física cuántica: ¿se puede hacer la masa lo suficientemente pequeña como para que los efectos cuánticos desempeñen un papel? Solo el tiempo lo dirá. Por ahora, la fascinación por la teoría de la gravedad de Einstein todavía prevalece ".para Einstein, la fuerza gravitacional es una consecuencia del hecho de que las masas doblan el espacio-tiempo en el que se mueven otras masas ", dice el primer autor Tobias Westphal." Entonces, lo que realmente estamos midiendo aquí es cómo una mariquita deforma el espacio-tiempo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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