Το γήινο μαγνητικό πεδίο επηρεάζει την βαρύτητα;

Από σελίδα του NewsScientist, 15 Οκτωβρίου 2002

Οι κρυμμένες πρόσθετες διαστάσεις είναι η αιτία που οι μετρήσεις της βαρύτητας, σε διαφορετικές τοποθεσίες πάνω στη Γη, επηρεάζονται από το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, ισχυρίζονται Γάλλοι ερευνητές.


Οι δύο ακριβέστερες μετρήσεις της σταθεράς G
του Νεύτωνα (στην Γαλλία και στη Κίνα) έρχονται σε αντίθεση η μια με την άλλη. Έτσι εκφράζονται υποθέσεις ότι η γήινη βαρύτητα επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο ή για κρυμμένες διαστάσεις.

Αυτή είναι μια αμφισβητούμενη εξήγηση επειδή κανένας δεν έχει δώσει ποτέ πειραματικά στοιχεία για να υποστηρίξει είτε την ύπαρξη των πρόσθετων διαστάσεων είτε οποιασδήποτε αλληλεπίδρασης μεταξύ της βαρύτητας και του ηλεκτρομαγνητισμού. Αλλά οι εργαστηριακές μετρήσεις της βαρυτικής σταθεράς G  του Νεύτωνα δείχνουν ότι και οι δύο είναι πραγματικές.

Η σταθερά G του Νεύτωνα, που δίνει την ένταση της βαρυτικής δύναμης την οποία ασκούν τα σώματα το ένα στο άλλο, είναι η σταθερά με την μικρότερη καθορισμένη ακρίβεια από όλες τις σταθερές της φύσης. Οι δύο ακριβέστερες μετρήσεις που έχουν  πειραματικά σφάλματα 1 προς 10.000, οι τιμές τους διαφέρουν 10 φορές αυτό το ποσό. Έτσι οι φυσικοί μένουν χωρίς την γνώση της απόλυτης αξία της.

Τώρα όμως ο Jean-Paul Mbelek και Marc Lachieze-Ray της Γαλλικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας, κοντά στο Παρίσι, λένε ότι μπορούν να επιλύσουν την αντίφαση με το πάρουν υπόψη τους τη θέση που βρίσκεται το εργαστήριο όπου γίνεται το πείραμα.

Το ζευγάρι των ερευνητών προτείνει ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός και η βαρύτητα επηρεάζονται μεταξύ τους αρκετά, έτσι ώστε  η βαρυτική έλξη καταφανώς να επηρεάζεται από το γήινο μαγνητικό πεδίο.

Θεωρία χορδών

Η εργασία τους είναι βασισμένη σε θεωρίες όπως η θεωρία χορδών, η οποία προσπαθεί να ενοποιήσει όλες τις δυνάμεις, συμπεριλαμβανομένου του ηλεκτρομαγνητισμού και της βαρύτητας, επικαλούμενοι την ύπαρξη διάφορων πρόσθετων χωρικών διαστάσεων.

Σε ένα έγγραφο που υποβλήθηκε στο περιοδικό Classical and Quantum Gravity και που παρουσιάστηκε σε μια συνεδρίαση της Ευρωπαϊκής Αστρονομικής Εταιρείας στο Πόρτο της Πορτογαλίας, οι ερευνητές υπολόγισαν τις τιμές που θα ανέμεναν να έχει η σταθερά G σε διάφορες θέσεις γύρω από τη Γη.  Λένε ότι πρέπει να είναι μεγαλύτερη η G εκεί όπου το γήινο μαγνητικό πεδίο είναι ισχυρότερο, με τις υψηλότερες μετρήσεις της στο Βόρειο και Νότιο μαγνητικό πόλο.

Οι τιμές της G, που μετρήθηκαν μέχρι τώρα, φαίνονται να ταιριάζουν με εκείνη την ιδέα. Αλλά οι ερευνητές λένε ότι ο καλύτερος τρόπος για να εξεταστεί η θεωρία τους θα ήταν να ληφθούν ακριβείς μετρήσεις της σταθεράς G στις θέσεις όπως οι μαγνητικοί πόλοι και ιδιαίτερα σε γεωγραφικά μήκη πάνω στον ισημερινό, και μετά θα ελέγξουν εκείνες τις τιμές αν ταιριάζουν με τις προβλέψεις.

Οι μελέτες στον ήλιο υποστηρίζουν επίσης αυτή τη θεωρία. Για να κάνουν μαθηματικά μοντέλα του εσωτερικού του αστεριού μας ώστε να συμπέσουν με τα πειραματικά στοιχεία, οι φυσικοί πρέπει να χρησιμοποιήσουν μια χαμηλότερη τιμή της G από ότι παραδοσιακά συμφωνείται. Ο Mbelek λέει ότι οι υπολογισμοί του προβλέπουν ότι ο ηλεκτρομαγνητισμός δεν θα ανέβαζε τόσο πολύ τη βαρύτητα στις υψηλότερες θερμοκρασίες του ήλιου, έτσι θα μπορούσαμε να περιμένουμε ότι η G να είναι μικρότερη μέσα στον ήλιο.

Εξωτική φυσική

Αλλά άλλοι ερευνητές δεν είναι πεπεισμένοι. Ο Clifford Will, ένας θεωρητικός της βαρύτητας στο Πανεπιστήμιο Ουάσιγκτον στο Σαιντ Λούις του Μισσούρι, θεωρεί ότι οι βελτιώσεις στα επίγεια πειράματα θα απομακρύνουν τελικά την ανάγκη για τις εξηγήσεις που στηρίζονται σε μια τέτοια εξωτική φυσική, την θεωρία των χορδών

"Από πολλές απόψεις είναι ένα σκάνδαλο ότι δεν έχουμε μια συμφωνηθείσα τιμή για τη G, αλλά εάν κοιτάξετε στα πειράματα, οι τιμές ήδη έχουν συγκλίνει", λέει. "Σε πέντε έτη ή τόσο περίπου, θα έχουμε μια συμφωνηθείσα τιμή".

Αλλά ο Mbelek δεν σκέφτεται έτσι. Αν και η ακρίβεια των μεμονωμένων μετρήσεων βελτιώνεται, λέει, οι τιμές δεν συγκλίνουν.

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Η Γη... αδυνάτισε
Η μέτρηση της σταθεράς G με το πείραμα του Henry Cavendish και με σύγχρονους τρόπους
Ενδιαφέρουσες ιστοσελίδες
Η Γαλλική Ατομική Επιτροπή Ενέργειας
Διαμάχη για τη σταθερά βαρύτητας του Newton
Ευρωπαϊκή Αστρονομική Εταιρεία
Θεωρία χορδών
Κλασσική και κβαντική βαρύτητα
Home