引力常数不“常”?

来源 :大科技·科学之谜 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asdfghjkc
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  两个物体,保持质量不变,距离不变,两者之间的万有引力会变化吗?你也许会说,当然不变;万有引力定律告诉我们,引力与质量成正比,与距离平方成反比(比例系数称作G)。当质量和距离都不变时,引力当然也不变。
  没错,万有引力定律是这么说的,G是个常数。但要是G不是常数,而是会随时间变化的量呢?那这样一来,纵使质量和距离都不变,引力也可能发生变化。最近,物理学家通过对G的测量,就对G是不是常数产生了怀疑。如果G不是常数,那将是一个了不起的发现。
  说起这个G,虽是物理学上的基本常数之一,还真不容易测准确。原因在于引力是自然界4种基本作用力中最弱的一种,对于日常的物体,质量和距离固然可以测得非常准,但存在于它们之间的引力实在太小,很不容易测量;而对于质量巨大的天体,引力固然很大,容易测量,但质量和距离又没办法测准。在历史上,G的值最早是1798年由英国物理学家卡文迪许通过扭秤测得的。自那以后,科学家还用不同的方法多次测量过G,当然每次得到的值都会稍有差异,这被归结为是不同测量方法所带来的误差。
  但是最近两次对G的测量,得到的结果却有些蹊跷。两次测量都是同一个研究小组用同一套设备测的。一次是在2001年,当时测得的G低于公认值万分之2.9;另一次是在2010年,测得的G高于公认值万分之2.4;虽然我们看起来这两个误差都不大,但在内行人眼里,已经超出了可容许的范围,所以其中必有“猫腻”。
  当然,迄今大多数人认为,误差如此大可能还是实验自身的问题。但问题是,这个小组在做2001年那次测量时,国际上另一个小组用不同的方法也对G进行过测量,当时两个小组所测得的结果很接近。如果一组的结果错了,那另一组的结果显然也错了,但这也太巧了。
  所以,有一部分物理学家提出,G可能会随时间变化。这种变化有助于我们搞清推动宇宙加速膨胀的黑手——暗能量的真实身份。有个理论认为,暗能量是宇宙中的第5种基本作用力(其他4种是引力、电磁力、强核力和弱核力),它会让引力发生周期性地变化。如果这个理论正确,那就可以解释两次测得的G忽大忽小的现象了。
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