Was ist die Gravitationskonstante?
Die Gravitationskonstante bezieht sich auf ein beobachtetes physikalisches Verhalten oder eine beobachtete Qualität, die den Grad der Gravitationskraft zwischen Objekten erklärt. Im Wesentlichen werden zwei beliebige Objekte mit Masse eine gewisse Anziehungskraft aufeinander ausüben. Es ist die Kraft, die die Erde um die Sonne dreht, anstatt ins Nichts zu treiben. Die Gravitationskonstante, bekannt als G, erklärt die Anziehungskraft eines Objekts auf ein anderes, multipliziert mit der Masse der beiden Objekte und dividiert durch das Quadrat des Abstands zwischen den beiden Objekten.
Die Suche nach der Gravitationskonstante beschäftigte viele der brillantesten Köpfe der Wissenschaft im 17. und 18. Jahrhundert. Der Legende nach begann der Weg zur Entdeckung der Gravitationskonstante mit einer Wette zwischen drei bedeutenden Wissenschaftlern der Zeit - Sir Christopher Wren, Edmund Halley und Robert Hooke - über die Umlaufbahnen von Planeten. Halley, inspiriert, suchte den verehrten Professor Isaac Newton auf, der nicht nur die richtige Antwort enthüllte, sondern auch, dass er das Problem vor einiger Zeit gelöst hatte, die Notizen aber irgendwie verlegt hatte. Halley drängte Newton, sich erneut mit der Angelegenheit zu befassen, und verdankte ihm die Inspiration für die Veröffentlichung von Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, einem der nachhaltigsten wissenschaftlichen Werke der Menschheitsgeschichte.
Obwohl Newtons Principia das Vorhandensein der Gravitationskonstante theoretisierte, beantwortete sie nicht die Frage nach dem mathematischen Wert von G. Mehr als 70 Jahre nach Newtons Tod erbte ein brillanter und faszinierend exzentrischer Wissenschaftler namens Sir Henry Cavendish eine Maschine zur Messung der Dichte der Erde. Die Maschine war das Design eines anderen Wissenschaftlers, Reverend John Michell, der starb, bevor er seine Experimente abschließen konnte. Die märchenhaft komplexe Maschine, die angeblich so empfindlich war, dass sie im Betrieb von einem anderen Raum aus beobachtet werden musste, um eine Kontamination der Ergebnisse zu vermeiden, trug nicht nur zur Erzielung der gewünschten Dichte bei, sondern führte auch zu zukünftigen Berechnungen der Gravitationskonstante.
Die Berechnungen von Cavendish waren nicht genau korrekt, aber selbst mit der Technologie des 21. Jahrhunderts bleibt die Gravitationskonstante eine der am schwierigsten zu messenden physikalischen Konstanten. Die Wissenschaftler haben die Berechnungen in den vergangenen Jahrhunderten mehrmals überarbeitet und kamen 2006 zu einem allgemein akzeptierten mathematischen Ausdruck von G = 6.667428 x 10 -11 m 3 kg -1 s -2 , wobei M = Länge in Metern, kg = Masse in Kilogramm und s = Zeit in Sekunden. Angesichts jahrhundertelanger Neuberechnungen und des Potentials für zukünftige Jahrhunderte, das mit mehr Verfeinerungen gefüllt ist, fügen die meisten wissenschaftlichen Erklärungen hinzu, dass diese Gleichung immer noch einen gewissen Spielraum für Fehler enthalten sollte.