Science 

Jetzt wissen wir noch genauer, wie stark die Schwerkraft ist

Die Schwerkraft zu messen, ist kein leichtes Unterfangen.
Die Schwerkraft zu messen, ist kein leichtes Unterfangen.
Foto: Artem Bali von Pexels
Schon gewusst? Die Anziehungskraft, die auch auf unserer Erde herrscht, ist die schwächste Kraft überhaupt. Gar nicht so einfach, sie zu messen. Forscher haben sich trotzdem daran gewagt.

Sie hält uns fest, durch sie fallen wir nicht von der Erde: die Schwerkraft. Und dennoch ist sie die schwächste Kraft. Zum Beispiel kann uns die gesamte Anziehungskraft unseres Planeten nicht davon abhalten, eine Büroklammer mit einem Magneten vom Boden aufzuheben. Elektromagnetismus ist deutlich stärker. Das macht es besonders schwer die Schwerkraft zu messen.

Dennoch haben Forscher aus China ihre Stärke nun so genau gemessen, wie nie zu vor, berichtet Gizmodo. Dafür nahmen sie G als Parameter zu Hilfe, die Newtonsche oder auch universelle Gravitationskonstante. G bestimmt die Stärke der Gravitationskraft zwischen zwei Objekten (beispielsweise dem Mond und der Erde) in Abhängigkeit von ihrem Abstand und ihren Massen. Und das ist nur die Kurzfassung. Natürlich hängt mit G und seiner Bestimmung noch viel, viel mehr zusammen. Wichtig ist: G ist eine extrem kleine Zahl und für Laien ähnlich kompliziert zu handhaben wie etwa die Kreiszahl Pi (π).

Und die Pendel schwingen

Die Messmethode der Forscher ist bedeutend für hochleistungsstarke Atomuhren sowie die Suche nach Erkenntnissen über unser Universum, unsere Erde beziehungsweise jegliche Wissenschaft, die auf Graviation basiert. In einem Forschungspapier, das im Magazin Nature veröffentlicht wurde, erklären sie ihr Vorgehen. Sie führten zwei unabhängige Kalkulationen durch, auf der Basis von G und mithilfe zweier Pendel in einem Vakuum, jeweils eins pro Test.

Physik-Nobelpreis für Gravitations-Forscher aus USA
Physik-Nobelpreis für Gravitations-Forscher aus USA

Die Pendel schwangen zwischen einem paar massehaltiger Objekte, deren Positionen eingestellt werden konnten, vor und zurück. Und nun ging es an die Messung der Schwerkraft: Auf der einen Seite maßen die Forscher den Unterschied zwischen der Geschwindigkeit, mit der die Pendel in die vertikale und horizontale Richtung schwangen. Auf der anderen Seite maßen sie, wie die Richtung der Pendelschwünge sich veränderte, wenn sie die Objekte am Boden versetzten.

Hypersensible Detektoren und eine akkurate Vorbereitung waren für das Experiment notwendig. Deshalb befand sich das Labor sogar in einem speziellen Raum in einer Höhle. So konnten Temperaturschwankungen besser kontrolliert werden. Doch was kam nun dabei heraus? Die Wissenschaftler kamen zu einem Messergebnis von 6.674184 und 6.674484 hundert Milliardstel (10 hoch -11) für die Schwingzeit und Beschleunigung.

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Präzise Zahlen und dennoch ein Unterschied?

Das sind äußerst präzise, wenn auch kuriose Ergebnisse: Denn so exakt die Zahlen auch sind, unterscheiden sie sich doch. Das läge vermutlich an dem Faden, an dem die Pendel befestigt waren. Stephan Schlamminger vom National Institute of Standards and Technology hat das Forschungspapier begutachtet und schrieb in einem Kommentar, das Experiment sei ein "Beispiel für exzellente Handwerkskunst in der Präzisionsmessung".

Dann bleibt wohl nur noch abzuwarten, dass künftige Experimente die letzten Zweifel an der Messgenauigkeit solche Ergebnisse ausräumen können.

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