Ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα ισχύει και για τις πολύ μικρές αποστάσεις

Πηγή: Πηγή: PhysicsWeb, 25 Απριλίου 2007

Ο φυσικός Dan Kapner στο πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον  έχει διαπιστώσει ότι ο νόμος της βαρύτητας του Νεύτωνα  ισχύει με πολύ μεγάλη ακρίβεια και στις πολύ μικρές αποστάσεις, περίπου 55 μm. Οι μετρήσεις έγιναν χρησιμοποιώντας ένα ζυγό στρέψης και δείχνουν ότι δεν υπάρχει κανένα στοιχείο ότι η "σκοτεινή ενέργεια" αποδυναμώνει την έλξη της βαρύτητας σε αυτήν την κλίμακα μήκους. Το αποτέλεσμα είναι μια οπισθοδρόμηση για την αναζήτηση των βαρυτικών αποτελεσμάτων της σκοτεινής ενέργειας, την οποία οι κοσμολόγοι θεωρούν ότι πρέπει να αρχίζει να εμφανίζεται σε αυτήν την κλίμακα μήκους (Phys.Rev.Lett. 98 021101).

Ένα σημαντικό μυστήριο που αντιμετωπίζουν οι κοσμολόγοι είναι ότι ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος εμφανίζεται να αυξάνεται με τον χρόνο - οι φυσικοί ενέμεναν ότι αυτός ο ρυθμός θα έπρεπε να μειωνόταν, καθώς η πεπερασμένη ενέργεια της διαστολής θα ισορροπούσε από την έλξη της βαρύτητας που συγκρατεί τον Κόσμο. Προσπάθησαν έτσι να εξηγήσουν το φαινόμενο της επιτάχυνσης της διαστολής με τη βοήθεια της σκοτεινής ενέργειας, η οποία είναι υπεύθυνη για την επέκταση του σύμπαντος παρόλο την ύπαρξη της βαρύτητας. Για να είναι αποτελεσματική, τούτη η σκοτεινή ενέργεια πρέπει να αποτελεί περίπου το 70% όλης της ενέργειας στον Κόσμο -- αλλά ακόμα δεν έχει παρατηρηθεί άμεσα.

Οι κοσμολόγοι έχουν υπολογίσει ότι μια νέα δύναμη που συνδέεται με τη σκοτεινή ενέργεια θα πρέπει να γίνεται προφανής σε σχετικά μικρής κλίμακας αποστάσεις - περίπου 85 μm. Και μια από τις καλύτερες θέσεις για να ψάξει κανείς για αποδεικτικά στοιχεία της σκοτεινής ενέργειας σε αυτή την απόσταση δεν είναι στο βαθύτερο όριο του εξωτερικού διαστήματος, αλλά μάλλον σε ένα απλό εργαστηριακό πείραμα που να μετρά την έλξη της βαρύτητας μεταξύ δύο δίσκων και να ψάξει έπειτα για οποιαδήποτε απόκλιση από τον κλασσικό νόμο του αντιστρόφου του τετραγώνου.

Ο Dan Kapner και συνάδελφοι του στο πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον έχουν χρησιμοποιήσει ένα ζυγό στρέψης για να μετρήσουν τη δύναμη της βαρύτητας κάτω από τα 55 μm και διαπίστωσαν ότι υπακούει ακόμα στο νόμο του αντιστρόφου του τετραγώνου ακόμα και για τα 85 μm με μια εμπιστοσύνη 95%. Ενώ αυτό δεν αποκλείει την σκοτεινή ενέργεια, επέτρεψε στον Kapner και τους συναδέλφους του να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι καμιά νέα βαρυτική δύναμη δεν εμφανίζεται σε αυτήν την κλίμακα μήκους.

Αν και άλλες ομάδες έχουν μετρήσει τη δύναμη της βαρύτητας σε πιο μικρές κλίμακες μήκους, ο Kapner ανέφερε ότι το πείραμα της Ουάσιγκτον προσφέρει την πιο υψηλή ευαισθησία στην κλίμακα που συνδέεται με τη σκοτεινή ενέργεια. Κι αυτό επειδή χρησιμοποιεί περισσότερη μάζα αλληλεπίδρασης από άλλα πειράματα. Οι ερευνητές χτίζουν τώρα ένα βελτιωμένο ζυγό που θα μπορούσε να ωθήσει την ευαισθησία των μετρήσεων κατά έναν παράγοντα 100.