Результат новых измерений гравитационной постоянной в буквальном смысле превзошел ожидания. Это вряд ли поколеблет наше понимание гравитации, но причина наблюдаемого несоответствия все же не ясна.

Экспериментальная установка профессора Куинна. 
Схема эксперимента Кавендиша

Гравитационная постоянная G — одна из фундаментальных констант, таких как скорость света в вакууме или постоянная тонкой структуры, на которых основывается наше представление о природе Вселенной. Она фигурирует в уравнениях, описывающих движение планет, расширение Вселенной и множество других процессов. Ученые пытаются измерить её значение уже на протяжении двух веков, но до сих пор разброс результатов довольно велик. Очередная попытка уточнить значение G должна была прояснить, за счет чего так разнятся экспериментальные данные, но вместо этого лишь подкинула ученым пищи для размышлений.

Физик Стефан Шлеммингер из NIST (Национального института стандартов и технологий США), не принимавший участие в работе, сравнил процесс определения гравитационной постоянной с восхождением на Эверест: это очень трудно, поэтому многие туда стремятся.

Первый эксперимент по измерению G ​​был проведен в 1798 году английским физиком Генри Кавендишем. Он построил прибор, в котором два шарика, соединенные перемычкой, были подвешены на тонкой и прочной нити. Гравитационное взаимодействие с двумя более тяжелыми грузами заставляло это «коромысло» поворачиваться, а оптическая система позволила точно измерить перемещение, косвенно определив значение гравитационной постоянной: 6,74x10−11 м3/кг·с2.

Десятки более поздних экспериментов «пододвинули» значение G к отметке 6,67384x10−11 м3/кг·с2, что не слишком отличается от результатов более чем 200-летней давности.

Новый эксперимент предполагал измерение гравитационной постоянной двумя различными методами: первый в принципе не слишком отличался от того, который использовал Кавендиш, а во втором для противодействия смещению объекта использовался сервопривод, а G рассчитывалась на основе усилия, которое необходимо было приложить, чтобы не дать ему повернуться. По результатам экспериментов, значение G составило 6,67545x10−11 м3/кг·с2. Разница в 240 миллионных долей может показаться незначительной, но постоянная должна быть постоянной, и физики стремятся наконец-то её рассчитать.

Основная проблема в том, что гравитационное взаимодействие намного (более чем на 40 порядков) слабее электромагнитного. Возьмите ручку со своего стола — электромагнитное взаимодействие, определяющее природу трения, легко позволит вам преодолеть силу, с которой вся Земля притягивает эту ручку. Поэтому точное определение гравитационной постоянной — сложнейшая задача. На результат эксперимента может повлиять даже тепло, излучаемое телом исследователя или ничтожная вибрация лабораторного стола. И если даже ученым удается исключить влияние электромагнитных сил, «невозможно избавиться от целой Вселенной», по выражению Гарольда Паркса, одного из авторов работы, выполненной под руководством Терри Куина, бывшего директора Международного бюро мер и весов. Это означает, что гравитационное взаимодействие со множеством объектов окружающего мира неизбежно внесет свои «коррективы» в полученное значение.

Все эти эффекты необходимо учесть и исключить тем или иным образом создаваемые ими погрешности. Поэтому эксперименты по уточнению значения гравитационной постоянной могут занять десяток лет. Команда Куина начала создание экспериментальной установки в 2002 году, выполнила измерения в 2008 и с тех пор занималась расчетами. По мнению Шлеммингера, необходимо выяснить причины несоответствия между новыми экспериментальными данными и общепринятым на данный момент значением G. Это вряд ли перевернет наше представление об устройстве Вселенной, но Шлеммингер не исключает, что за «приростом» гравитационной постоянной может крыться какая-то «новая физика».

По сообщению Wired Science