A Gravidade no Século 21

Jonas Paulo Negreiros escreveu: Note bem: relógios não podem contar o tempo, pois o tempo é uma grandeza não quantizada.

Porque você acha que o tempo é uma grandeza não quantizada? Qual a sua definição de tempo?

A gravidade interfere nos cronômetros. Penso que relógios são acelerômetros.

Poderia me explicar como os relógios seriam acelerômetros? Fiquei curioso em saber. Nunca tinha ouvido falar nisso antes.

Resposta Provisória:
Tempo é aquilo que se perde quando se tenta defini-lo.

Hahahaha... excelente definição. Sabe de quem é a autoria desta brilhante frase?

Uma Curiosidade
O inventor do relógio atômico não acreditava na relatividade do tempo. Ok, falácia de autoridade, mas curiosa por si mesma.

Interessante. Só faltou ele nos dizer o que é tempo.

Caso nosso universo fosse estático, não haveria sentido em falar de tempo. A sequencia dinâmica ou sucessão de eventos  quando quantificada em sua velocidade se diz que tempo o foi medido.

Mensagem duplicada

José Augusto escreveu:Caso nosso universo fosse estático, não haveria sentido em falar de tempo. A sequencia dinâmica ou sucessão de eventos  quando quantificada em sua velocidade se diz que tempo o foi medido.

Também acho que em tal universo estático não faria sentido falarmos de tempo. Em minha opinião isso pode indicar que o tempo possui uma relação íntima com processos ou sequências dinâmicas de eventos, porém não sei se é exatamente isto.

Jonas
Relógios não podem contar o tempo, pois o tempo é uma grandeza não quantizada.

Eon
Porque você acha que o tempo é uma grandeza não quantizada?

Jonas
Não sou eu quem digo isso, mas os físicos especializados.

Eon
Qual a sua definição de tempo?

Jonas
Tempo é aquilo que se perde quando se tenta defini-lo.

Jonas
A gravidade interfere nos cronômetros. Penso que relógios são acelerômetros.

Eon
Poderia me explicar como os relógios seriam acelerômetros? Fiquei curioso em saber. Nunca tinha ouvido falar nisso antes.

Jonas
Tive a felicidade de discutir sobre essa suspeita com um dos construtores do relógio atômico brasileiro, o Dr Daniel Varella. Na opinião do especialista, a interferência da aceleração é um efeito pequeno e indesejável, e talvez sem confiabilidade . No entanto, esse efeito vem sendo aproveitado na construção de estradas, túneis e pontes pelos engenheiros. O relógio atômico permite medir a altitude do relevo com grande precisão.


Jonas
Uma Curiosidade
O inventor do relógio atômico não acreditava na relatividade do tempo. Ok, falácia de autoridade, mas curiosa por si mesma.

Eon
Interessante. Só faltou ele nos dizer o que é tempo.

Comentários.

Nós, pobres mortais, somos incapazes de notar um movimento sem a passagem do "nosso" tempo. Então, tal e qual uma câmara de cinema, a percepção humana do movimento depende de captura cíclica de imagens de um objeto, memória e comparação do que se viu com o que se vê.

Em resumo, é como um cachorro correndo atrás do rabo:

Só é possível notar o um movimento com concurso do tempo e só é possível notar a marcha do tempo através da observação (direta ou indireta) de algum corpo em movimento.

A separação ou unificação dos conceitos filosóficos "espaço" e "tempo" é só uma questão conveniência.

Jonas Paulo Negreiros escreveu: Não sou eu quem digo isso, mas os físicos especializados.

Qual a sua opinião então? O tempo é quantizável ou não? Segundos, minutos e horas seriam o quê senão tempo?

Éon escreveu:

Jonas Paulo Negreiros escreveu: Não sou eu quem digo isso, mas os físicos especializados.

Qual a sua opinião então? O tempo é quantizável ou não? Segundos, minutos e horas seriam o quê senão tempo?

A medição de tempo é relativa, isto é: utiliza-se um evento repetitivo, como por exemplo a vibração do rubídio, como base de comparação para outros eventos repetitivos, como por exemplo o nascer do sol.

O "átomo do tempo" ainda não foi encontrado   .

Temos que nos contentar com "O tempo de Planck".

O tempo de Planck é o tempo que levaria um fóton viajando na velocidade da luz a uma distância igual ao comprimento de Planck. Este é o 'quantum of time', a menor medida de tempo que tem algum significado e é igual a 10^-43 segundos

Note que, mais uma vez, a ideia do tempo está associada a uma distância percorrida. E vice-versa.

Uma curiosidade sobre o "átomo do tempo":

História
Uma das primeiras ocorrências da palavra "átomo" com significado da menor unidade possível de medir o tempo é encontrada no texto em grego do Novo Testamento nos I Coríntios 15:52 de Paulo. O texto compara o período de tempo do "átomo" com o tempo necessário para "o brilho de um olho". O texto diz: "en atomo, en repete ophthamou" - a palavra "átomo" geralmente é traduzida como "um momento", "em um momento" ou "em um piscar de olhos". Com esse significado, mais tarde foi referido nos escritos filosóficos medievais como a menor divisão de tempo possível. A primeira ocorrência conhecida da palavra em inglês é no Enquirídio de Birferdo (um texto científico) de 1010-1012,[1] onde foi definido como 1/564 de um momentum (1½ minutos),[2] e portanto, igual a 15/94 de um segundo. Foi utilizado no computus, o cálculo utilizado para determinar a data do calendário da Páscoa.

Mais uma vez, tempo relacionado ao movimento.

fonte:
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo_(tempo)

Jonas Paulo Negreiros escreveu:

Jonas Paulo Negreiros escreveu:

Continuação XVI

Medindo G

As medições das órbitas dos planetas em torno do Sol fornecem um valor para o produto GMs, onde Ms é a massa do Sol. Da mesma forma, os satélites terrestres e a órbita da Lua fornecem um valor para GMe, onde Me é a massa da Terra. Determinar um valor apenas para G requer um conhecimento a priori de ambas as massas envolvidas na atração gravitacional.

Os físicos fizeram medições de G em laboratório mais precisas usando um instrumento chamado "balança de torção", ou pêndulo de torção. Este consiste em uma distribuição de massa suspensa por uma fibra longa e fina. Forças desequilibradas que atuam sobre a massa suspensa a distribuição pode girar a distribuição de massa; a reflexão de um feixe de luz de um espelho fixado ao pêndulo mede o ângulo de torção. Isso é devido por que uma força muito fraca pode torcer uma fibra longa e fina, mesmo a pequena torques criados por forças gravitacionais levam a ângulos de torção mensuráveis.



Para medir G, os físicos usam uma distribuição de massas em forma de haltere (ou mais recentemente uma placa retangular) suspensas pela fibra, tudo enclausurado em um recipiente a vácuo. As esferas maciças, precisamente pesadas e posicionadas, são colocadas em uma plataforma giratória que envolve o recipiente de vácuo.

Girando o prato giratório com a parte externa esferas em torno do eixo da fibra modula o torque gravitacional que as esferas exercem sobre o pêndulo e modificam o ângulo de torção da fibra.

Continua...  

Esse tipo de experimento responde em grande parte pelo valor atualmente aceito de (6,67428 0,00067) x 10-11 N-m2/kg2 para a constante gravitacional universal. É o menos precisamente conhecido dos fundamentos constantes porque a fraqueza da gravidade requer o uso de massas relativamente grandes, cujas homogeneidades e posicionamento são difíceis de determinar com alta precisão. Dividindo o GM(Earth) encontrado de satélite e órbitas lunares pelo valor de laboratório para G nos permite deduzir a massa da Terra: 5,98 X 10^24 kg

Continua...

Notem que os autores não citam a gritante variação da constante gravitacional, quando os corpos de prova estão dispostos nos eixos horizontal e vertical.

Abaixo, o endereço de experimentos recentes com pêndulos de torção:

Stephan Schlamminger
National Institute of Standards and Technology

https://www.researchgate.net/publication/229065947_Torsion-balance_tests_of_the_weak_equivalence_principle/link/02e7e532995abaa40c000000/download

Mais:
Um excelente artigo sobre a equivalência entre massa gravitacional e massa inercial:
https://fisica2100.forumeiros.com/t1697-principio-de-equivalencia-grave-conflito-logico#14056

O pêndulo de torção mostrado na figura abaixo é o mais moderno usada atualmente.



Esse pêndulo aparece apenas como uma ilustração  no texto "A gravidade no século XXI", ora em tradução.

Note que o pêndulo de torção é diferente da balança de torção.

Achamos por bem buscar algum artigo que apresentasse em detalhes o pêndulo e os experimentos feitos com ela.

Por uma falha na postagem anterior (agora corrigida), passamos o endereço de experimentos recentes com essa esse pêndulo de torção:

Stephan Schlamminger
National Institute of Standards and Technology

1. Estrutura geral
O princípio da equivalência fraca (WEP - weak equivalence principle) afirma que em um campo gravitacional uniforme todos objetos, independentemente de sua composição, caem precisamente com a mesma aceleração.

De acordo com o princípio de equivalência fraco, objetos em um campo gravitacional caem da mesma maneira quando nenhuma outra força está agindo sobre eles, mesmo que tenham massas ou composições diferentes.

Em termos newtonianos, o princípio afirma a identidade exata da massa inercial mi (a massa
que aparece na segunda lei de Newton) e massa gravitacional mg (a massa que aparece na
lei da gravidade de Newton). O WEP assume implicitamente que os objetos em queda estão vinculados por forças não gravitacionais. O princípio da equivalência forte estende a universalidade de queda livre para objetos (como corpos astronômicos) onde os efeitos da gravidade energia de ligação não pode ser desprezada.

Os excertos apresentados demonstram que há uma preocupação de "isolar" a gravidade de outras forças circundantes, conhecidas como forças fortes.

Devemos dar uma pausa na tradução do texto "A gravidade no século XXI". Vamos  extrair do texto do pêndulo de torção todos os detalhes importantes que elucidem a diferenças entre a balança de torção e pêndulo de torção. Em seguida, esses detalhes serão traduzidos publicados nesta trilha.

Documento completo, em inglês:

https://www.researchgate.net/publication/229065947_Torsion-balance_tests_of_the_weak_equivalence_principle/link/02e7e532995abaa40c000000/download

Para complicar um pouco mais, há outros experimentos com pêndulos de torção, como esse usado para medir o BigG:

https://asd.gsfc.nasa.gov/Stephen.Merkowitz/G/Big_G.html

Na próxima postagem, vou preparar um vídeo para a apresentação do pêndulo em ação.

Vídeo sobre o EotWash Group



O vídeo mostra de relance alguns instrumentos usados como balanças de torção.

Balança de Torção Caseira



Após a libertação dos halteres, percebe-se claramente a troca cíclica de energia entre o domínio potencial e cinético.


Notar quando a fita de seda está plana, o halteres está mais próximo do solo.




Detalhe da fita esticada



Quando a fita é torcida, o halteres fica mais distante do solo.

A excessiva torção dada ao experimento anterior é proposital e  tem função didática. A mínima torção na fita, mesmo que na ordem de poucos graus, eleva os alteres para um ponto mais alto do chão.

A fita de torção também é utilizada em galvanômetros dos multímetros "Taut Band",  a qual confere mais sensibilidade ao mecanismo e, ao mesmo tempo, menor susceptibilidade a choques mecânicos.



Notar que nos extremos das fitas de torção encontram-se molas que funcionam como dinamômetros.
A posição do ponteiro de um galvanômetro analógico é resultado do equilíbrio da força da bobina móvel, resultado da corrente que por ela circula E a força de oposição da molas que mantém as fitas esticadas.

fonte:
https://www.bitlanders.com/blogs/instrumentation-and-measurements-chapter-03/320273

Jonas Paulo Negreiros escreveu:Vídeo sobre o EotWash Group



O vídeo mostra de relance alguns instrumentos usados como balanças de torção.

O que realmente se espera com os experimentos de balança de torção

Resumo
Resumimos brevemente as motivações para testar o princípio da equivalência fraca  e, em seguida, revisar os resultados recentes do equilíbrio de torção que comparam o diferencial [das] acelerações de pares de corpos de prova berílio-alumínio e berílio-titânio com precisões na peça em nível 10^13. Discutimos algumas implicações desses resultados para as propriedades gravitacionais da antimatéria e da matéria escura, e especular sobre as perspectivas de melhorias adicionais na sensibilidade experimental.

Números PACS: 04.80.-y, 04.80.Cc, 12.38.Qk

Notem que um dos principais objetivos dos experimentos é a busca pela matéria escura, a qual pode não existir .

fonte:
Documento completo, em inglês:

https://www.researchgate.net/publication/229065947_Torsion-balance_tests_of_the_weak_equivalence_principle/link/02e7e532995abaa40c000000/download

Metas do Grupo Eot-Wash

Somos pioneiros em novas técnicas para testar a gravidade de campo fraco, buscamos novas interações mais fracas que a gravidade e estamos desenvolvendo instrumentação para o LIGO.

Metas:
1) Procurar violações do Princípio da Equivalência de Einstein e da lei do quadrado inverso de Newton.

2) Sondar a região amplamente inexplorada de possíveis interações que são mais fracas que a gravidade.

3) Fazer testes sensíveis para novas interações que se acoplam ao spin do elétron.

4) Desenvolver instrumentação de precisão sensível para o Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO).

fonte:
https://www.npl.washington.edu/eotwash/node/1

Jonas Paulo Negreiros escreveu:

Jonas Paulo Negreiros escreveu:

Continuação XVI

Medindo G

As medições das órbitas dos planetas em torno do Sol fornecem um valor para o produto GMs, onde Ms é a massa do Sol. Da mesma forma, os satélites terrestres e a órbita da Lua fornecem um valor para GMe, onde Me é a massa da Terra. Determinar um valor apenas para G requer um conhecimento a priori de ambas as massas envolvidas na atração gravitacional.

Os físicos fizeram medições de G em laboratório mais precisas usando um instrumento chamado "balança de torção", ou pêndulo de torção. Este consiste em uma distribuição de massa suspensa por uma fibra longa e fina. Forças desequilibradas que atuam sobre a massa suspensa a distribuição pode girar a distribuição de massa; a reflexão de um feixe de luz de um espelho fixado ao pêndulo mede o ângulo de torção. Isso é devido por que uma força muito fraca pode torcer uma fibra longa e fina, mesmo a pequena torques criados por forças gravitacionais levam a ângulos de torção mensuráveis.



Para medir G, os físicos usam uma distribuição de massas em forma de haltere (ou mais recentemente uma placa retangular) suspensas pela fibra, tudo enclausurado em um recipiente a vácuo. As esferas maciças, precisamente pesadas e posicionadas, são colocadas em uma plataforma giratória que envolve o recipiente de vácuo.

Girando o prato giratório com a parte externa esferas em torno do eixo da fibra modula o torque gravitacional que as esferas exercem sobre o pêndulo e modificam o ângulo de torção da fibra.

Continua...  

Esse tipo de experimento responde em grande parte pelo valor atualmente aceito de (6,67428 0,00067) x 10-11 N-m2/kg2 para a constante gravitacional universal. É o menos precisamente conhecido dos fundamentos constantes porque a fraqueza da gravidade requer o uso de massas relativamente grandes, cujas homogeneidades e posicionamento são difíceis de determinar com alta precisão. Dividindo o GM(Earth) encontrado de satélite e órbitas lunares pelo valor de laboratório para G nos permite deduzir a massa da Terra: 5,98 X 10^24 kg

Continua...

Notem que os autores não citam a gritante variação da constante gravitacional, quando os corpos de prova estão dispostos nos eixos horizontal e vertical.

Continuamos "empacados" no excerto XVI do documento, ora em tradução, "A gravidade no século 21".

Sentimos a necessidade de entender melhor os desdobramentos sobre a balança de torção do Grupo Eot-Wash, que aliás foram regiamente premiados no início dos anos 2020.

Passo abaixo, mais detalhes sobre esse contorcido tema:

Físicos que refutaram a '5ª força' ganham prêmio 'Breakthrough' de US$ 3 milhões
Por Rafi Letzter publicado em 12 de setembro de 2020

[tradução automática]

Eles usaram suas balanças de torção cuidadosamente calibradas para refutar uma força hipotética, sentir a atração da matéria escura e caçar o vento axion.



Esquerda: Uma imagem em close mostra uma balança de torção usada para medir com precisão a força da gravidade. Direita: O Grupo Eöt-Wash posa com uma balança de torção. Da direita para a esquerda são Jens Gundlach, Eric Adelberger e Blayne Heckel. (Crédito da imagem: Breakthrough)

Três físicos ganharam um prêmio "Breakthrough" de $ 3 milhões por provar que não existe uma quinta força (que nós saibamos). E tudo começou com uma série de experimentos de mesa usando equipamentos baratos.

Eric Adelberger, Jens Gundlach e Blayne Heckel juntos lideram o "Grupo Eöt-Wash", que se dedica a testes precisos de leis físicas. Eles receberam o nome do físico Loránd Eötvös do início dos anos 1900 e da Universidade de Washington, onde trabalham. Esses pesquisadores do Eöt-Wash começaram em meados da década de 1980, usando um dispositivo conhecido como "equilíbrio de torção" para refutar as alegações de uma quinta força não descoberta na física. Desde então, eles usaram versões mais elaboradas do mesmo dispositivo para testar a verdadeira força da gravidade, detectar o puxão de matéria escura na Via Láctea e procurar efeitos físicos teóricos como dimensões extras e "vento axion".

O prêmio de US$ 3 milhões do grupo é um dos sete concedidos este ano nas áreas de ciências biológicas, física e matemática. Eles ganharam "por medições fundamentais de precisão que testam nossa compreensão da gravidade, investigam a natureza da energia escura e estabelecem limites nos acoplamentos com a matéria escura", de acordo com o "Breakthrough".

Os vencedores de cada ano são escolhidos por destinatários anteriores em um processo secreto, e cada pessoa ou grupo vencedor recebe mais de três vezes mais dinheiro do que os vencedores dos Prêmios Nobel. Um grupo de bilionários da tecnologia – Sergey Brin, Anne Wojcicki, Mark Zuckerberg, Priscilla Chan, Yuri Milner, Julia Milner, Jack Ma e Pony Ma – fornecem os fundos.

A vitória de Adelberger, Gundlach e Heckel é notável em parte porque seu grupo não detectou nenhum fenômeno inédito, construiu experimentos gigantes ou desenvolveu novas teorias notáveis. Em vez disso, eles mediram com precisão os efeitos físicos que os cientistas já conheciam e testaram as afirmações feitas por outros pesquisadores com um rigor incomum. Alguns de seus resultados mais importantes falsificaram as teorias científicas, em vez de provar que estavam corretas.

“Na verdade, não é isso que queremos, falsificação”, disse Gundlach à Live Science. "Na verdade, estamos interessados em nova física."

Adelberger discordou um pouco.

"É um pouco mais complicado do que isso", disse ele à Live Science. "A física agora está em uma espécie de crise. Você tem duas coisas que funcionam extremamente bem: a gravidade de Einstein e as teorias quânticas. ... Ambas foram testadas com muito cuidado, ambas funcionam maravilhosamente. Mas são completamente inconsistentes . Portanto, há algo realmente grande que estamos perdendo. Portanto, é importante voltar e perguntar 'Quão bem entendemos as coisas que pensamos entender?'"

Isso levou a equipe a desenvolver balanças de torção que medem os efeitos gravitacionais com níveis de precisão inéditos.

Uma balança de torção é um dispositivo simples: pesos pendurados em uma fibra de tal forma que a gravidade da Terra os puxa para baixo. Se as únicas outras forças que atuam nos pesos também puxarem para baixo, elas não se moverão. Mas se alguma força os puxar em um pequeno ângulo, eles girarão e a fibra se torcerá. É possível medir até mesmo torções muito sutis da fibra de uma balança de torção e detectar efeitos extraordinariamente minúsculos.

O trio construiu sua primeira balança de torção em meados da década de 1980, depois de ouvir uma palestra de outro físico, Ephraim Fischbach, da Purdue University. Fischbach afirmou que as quatro forças fundamentais da física (gravidade, eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca) tinham uma quinta companheira. Essa quinta força, ele argumentou, era um pouco como uma gravidade fraca e de curto alcance, reunindo massas a distâncias de até 200 metros.

Principalmente você não notaria essa força, porque no espaço a maioria dos objetos está muito mais distante do que isso. E na Terra, essa suposta quinta força ainda o puxaria na mesma direção da gravidade. A qualquer momento, a maior parte da massa perto de você provavelmente está diretamente abaixo de você.

Fischbach fez seu argumento baseado em grande parte em dados de um experimento de equilíbrio de torção do início do século 20 por Eötvös (cujo nome se tornaria parte do Grupo Eöt-Wash).

Eötvös estava testando o princípio de equivalência de Einstein, a ideia de que dois objetos caídos ao mesmo tempo cairiam em direção a uma fonte de gravidade na mesma taxa, não importando sua massa, não importando quão rápido a sala em que eles estão se movendo ou onde ela está. o universo. Eötvös, como inúmeros experimentadores posteriores, descobriu que o princípio de equivalência de Einstein estava correto, disse Adelberger. Mas Fischbach, vasculhando os dados décadas depois, pensou ter encontrado um indício de outra coisa, uma assinatura dessa quinta força.

"Foi um argumento bastante convincente", disse Gundlach.

"E se fosse verdade, teria sido um grande negócio", disse Adelberger.

(O argumento de Fischbach tinha problemas, disse ele, que o trio descobriu antes mesmo de realizar seu próprio experimento. Um deles: o próprio Eötvös era um homem grande e sua própria gravidade pode ter puxado seu antigo equilíbrio de torção para o lado, simulando uma quinta força. )

Outros pesquisadores tinham visto a afirmação de Fischbach, e alguns deles pareciam estar detectando uma quinta força.

Isso porque seus experimentos não foram projetados bem o suficiente, disse Adelberger. “Fischbach continuou nos contando sobre todos esses outros pesquisadores que estavam obtendo resultados positivos, e ele disse 'Você está em minoria aqui.' E eu disse: 'Você não vota em física.'"

Experimentos anteriores envolveram uma bola flutuando na água, o que é problemático porque "uma bola flutuando na água está sujeita a todos os tipos de forças", disse Adelberger.

As pessoas voaram por todo o mundo em busca de locais de teste ideais para uma quinta força, penhascos próximos a terrenos planos onde a tração lateral de uma quinta força de curto alcance seria mais exagerada. O Grupo Eöt-Wash considerou voar para o Havaí antes de perceber que era mais prático usar apenas uma encosta em Seattle.

"Havia outras pessoas que estavam usando balanças de torção", disse Gundlach. "Mas fizemos um monte de pequenas inovações que tornaram o equilíbrio de torção muito melhor."

Um dos maiores: colocar o dispositivo em uma plataforma giratória para anular as forças externas que atuam no equilíbrio de torção. A primeira mesa girante que usaram foi uma "Susan Preguiçosa" [mesa circular giratória], do tipo encontrado em algumas cozinhas e salas de jantar.

Exemplo de Experimento de Balança de Torção em Mesa Girante, anterior ao trabalho da equipe Eot-Wash.

Notar a que a velocidade dos ponteiros do relógio indicam que o giro da mesa é bem mais lento que o verificado no vídeo.
O experimento contou com a participação de Gundlach
https://asd.gsfc.nasa.gov/Stephen.Merkowitz/G/Big_G.html

"Lembro que todo mundo estava rindo disso", disse Gundlach.

Outros físicos pensaram que a oscilação da plataforma giratória sobrepujaria os efeitos fracos que eles estavam procurando. Mas no final, com algum refinamento, funcionou.

"Fizemos muitas coisas adoráveis e inteligentes e não há dúvida de que isso foi convincente", disse Adelberger.

Não havia quinta força.

Com o tempo, os equilíbrios de torção da equipe se tornaram mais refinados, exigindo uma engenharia precisa. Eles dependem muito dos trabalhadores da oficina mecânica da Universidade de Washington — uma das poucas que restam no país ligadas a um departamento de física — para atualizar e testar constantemente suas balanças antes dos experimentos. É importante obter um equilíbrio de torção calibrado corretamente, disse Heckel, porque uma vez que um experimento começa, ele pode durar dias, meses ou anos. E todo esse tempo é perdido se a usinagem e a calibração não forem perfeitas. Quaisquer oscilações ou forças inesperadas além do experimento que não sejam canceladas podem estragar um lote de dados.

As técnicas do trio têm sido usadas em todos os tipos de experimentos que requerem dispositivos de medição muito estáveis. A tecnologia que eles desenvolveram para neutralizar o estrondo sísmico agora ajuda a manter estáveis os feixes de laser dos detectores de ondas gravitacionais - contribuindo para a primeira detecção de ondas gravitacionais ganhadora do Prêmio Nobel em 2016 e para todo um novo campo da astronomia.

Seus equilíbrios de torção mais novos e avançados caçam efeitos muito mais fracos do que a refutada quinta força. Heckel projetou uma balança de torção que detecta a força sutil dos elétrons girando em círculos em um disco de metal. Ele foi projetado para caçar a pressão sutil do "vento axion", um possível efeito da matéria escura passando por Seattle. A balança nunca detectou o vento, mas colocou novos limites na aparência e no comportamento das partículas de matéria escura.

Os pesquisadores também construíram um equilíbrio de torção sensível à atração gravitacional da Via Láctea. Como a massa de sistemas estelares visíveis na Via Láctea é bem conhecida, eles conseguiram cancelá-la em seu experimento. Isso deixou apenas o efeito da matéria escura da Via Láctea no balanço de torção, que eles puderam medir diretamente. A medição deles não mostrou nenhum efeito da Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND), uma teoria que rejeita a matéria escura e afirma que teorias mais complicadas da gravidade explicam seus efeitos aparentes. (Ao contrário do experimento da quinta força, esse resultado não convenceu os teóricos do MOND a desistir de suas afirmações, disse Edelberger. Os pesquisadores do MOND são difíceis de persuadir.)

E usando ainda outra balança de torção, eles mediram a força da gravidade com uma precisão sem precedentes, cancelando outros efeitos para chegar a um número extraordinariamente preciso para a constante gravitacional – um número que governa as equações que usam a gravidade.

Originalmente publicado na Live Science.

fonte:
https://www.livescience.com/torsion-balance-breakthrough-prize.html

Continuação XVII

Seção 5: Testando a Lei da Gravitação Universal

Os primeiros sucessos da lei da gravitação universal incluíram uma explicação [talvez melhor, uma descrição matemática mais profunda] para as leis de Kepler da gravitação planetária, órbitas e a descoberta do planeta Netuno.

Como qualquer lei física, no entanto, sua validade repousa sobre sua concordância com as observações experimentais. Embora a teoria da relatividade geral tenha substituído a lei da gravitação universal como nossa melhor teoria da gravidade, os três elementos da lei universal — a constante universal da gravitação, a igualdade das massas gravitacional e inercial e a lei do inverso do quadrado da distância - também são elementos-chave da relatividade geral.

Para testar nossa compreensão da gravidade, os físicos continuaram a examinar esses elementos da lei universal da gravitação com experimentos cada vez mais sensíveis


Foto sem crédito

Figura 10: A massa [total] de um átomo de hélio não é igual à soma das massas individuais de suas partes constituintes.

A massa de um objeto não é igual à soma das massas de seus constituintes. Por exemplo, a massa de um átomo de hélio é cerca de uma parte por mil menor que a soma das massas dos dois nêutrons, dois prótons e dois elétrons que o compõem.

Nota:
É esse o detalhe que traz a promessa da energia por fusão nuclear, quando dois nêutrons, dois prótons e dois elétrons, em outras palavras, dois átomos de hidrogênio se fundem, transformam-se num átomo de hélio e liberam o restante da massa em calor, pela transformação de massa em energia.

A massa da Terra é cerca de cinco partes em 10^10 menores que a soma das massas dos átomos que compõem nosso planeta. Essa diferença decorre do núcleo e a ligação eletrostática - ou potencial - energia que mantém o átomo de hélio unido e a força gravitacional energia de ligação (potencial) que mantém a Terra unida.

A massa inercial de um objeto, portanto, tem contribuições das massas dos constituintes e de todas as formas de energia de ligação que atuam dentro do objeto. Se mg=mi , a gravidade deve agir igualmente sobre o constituinte massas e as energias de ligação nuclear, eletrostática e gravitacional. Este é realmente o caso?

A gravidade do Sol age tanto nos átomos da Terra quanto na energia de ligação gravitacional que mantém a Terra unida?

Estas são perguntas que devem ser respondidas por medições experimentais. Testes modernos sobre a universalidade da queda livre nos dizem que a resposta a essas perguntas é sim, pelo menos dentro do precisão que as medições alcançaram até o momento.

A ação do Sol sobre a Terra ( e vice-versa) é somente gravitacional, ou a força eletrostática (como a força de atração entre o núcleo de um átomo e os elétrons orbitantes) entre o Sol e Terra também entram na conta?


Continua...

Recentemente li a respeito da teoria da gravidade efeito ilha e achei bem interessante e coerente.

Neutrôn escreveu:Recentemente li a respeito da teoria da gravidade efeito ilha e achei bem interessante e coerente.

Correto, Neutrôn. Mas a maioria dos físicos apoia a TRG, por dar melhores previsões em efeitos sutis observados no Cosmos.

Continuação XVIII

Testes da universalidade da queda livre

Para testar a universalidade da queda livre (UFF - Universal Free Fall), os experimentalistas comparam as acelerações de diferentes materiais sob a influência da força gravitacional de um terceiro corpo, chamado de "fonte" [massa de fonte].

Muitos dos testes mais sensíveis vieram de medições de equilíbrio de torção. Um experimento recente usou oito corpos de prova em forma de arcos de barril, presos a uma estrutura central, com quatro de berílio (Be) de um lado e quatro de titânio (Ti) do outro. Os corpos de titânio mais densos [que os corpos de berílio] foram escavados internamente [ocos por dentro] para tornar suas massas iguais às dos corpos de berílio, preservando as mesmas dimensões externas.

Todas as superfícies do pêndulo foram revestidas por uma fina camada de ouro. O vaso de vácuo que envolvia e sustentava a fibra de torção e o pêndulo girava a uma taxa lenta e uniforme [1,261 milésimos de Hertz] em torno do eixo da fibra de tungstênio. Qualquer aceleração diferencial dos dois tipos de corpos de prova em direção a uma fonte externa teria levado a uma torção sobre a fibra que mudava de sinal quando o aparelho girava 180°. Essencial para o experimento foi a remoção de todas as forças estranhas (não gravitacionais) atuando nos corpos de prova.


Obs.: Em caso de perda de parte da imagem, clique sobre a figura.

Para massas de fonte [padrão], os experimentos usaram massas construídas localmente dentro do laboratório, locais de características topográficas como uma encosta, a própria Terra, o Sol e toda a Via Láctea. A comparação da aceleração diferencial de corpos de prova em direção ao centro galáctico é de particular interesse.

Os teóricos pensam que a matéria escura causa cerca de 30 por cento da aceleração do nosso sistema solar sobre o centro da galáxia. A mesma força da matéria escura que ajuda a manter o sistema solar em órbita ao redor do centro galáctico atua sobre os corpos de prova de um pêndulo de torção.

Uma força de matéria escura que age de maneira diferente em diferentes materiais levaria a uma aparente quebra do UFF [da universalidade da queda livre]. Como os físicos não tem observado nenhuma aceleração diferencial na direção do centro galáctico, eles concluíram que a matéria escura interage com a matéria comum principalmente através da gravidade.

Nota de Tradução:

Através do último parágrafo, percebe-se que o pêndulo não detetou a esperada matéria escura, mas os cientistas...

..."concluíram que a matéria escura interage com a matéria comum principalmente através da gravidade".

Há uma insistente crença pela existência da matéria escura, sem a qual toda a teoria da gravidade entra em xeque.

Continuando...


Ainda não foi observada violação da UFF - universalidade da queda livre.
Físicos fazem testes da UFF para investigar novas forças muito fracas que podem atuar entre os objetos.

Tais forças levariam a uma aparente violação da UFF e estaria associado a escalas de comprimento sobre as quais as novas forças atuam.

Diferentes técnicas experimentais têm sido usados para testar o UFF (e procurar por novas forças) em diferentes escalas de comprimento. Por exemplo, existe uma região entre 103 metros e 105 metros sobre a qual as balanças de torção falham por não conseguir revelar interferências confiáveis em novas forças fracas. Isso ocorre porque, nessa faixa de comprimento, não temos conhecimento da homogeneidade de densidade da Terra para calcular de forma confiável a direção da nova força — ela pode apontar diretamente paralelo ao eixo da fibra e não produzir um torque no pêndulo.

Nessa faixa de comprimento, os melhores limites em novas forças vêm de experimentos modernos de "torre de queda" que comparam diretamente as acelerações de diferentes materiais em queda livre na superfície da Terra

Continua...

Outros Métodos de Medição da Gravidade



https://fisica2100.forumeiros.com/t2089-criado-metodo-dinamico-para-medir-a-forca-da-gravidade?highlight=gravidade

José Augusto escreveu:Caso nosso universo fosse estático, não haveria sentido em falar de tempo (*1).

A sequencia dinâmica ou sucessão de eventos  quando quantificada em sua velocidade(*2) se diz que tempo o foi medido.

Pois é, José Augusto...

(*1) Em um universo estático, nem haveria meios de como se falar...

(*2) A velocidade em que os eventos se sucedem tem o tempo embutido na afirmação:

"sequência dinâmica"

No ramo da física, dinâmica é a ciência que estuda o movimento, considerando unicamente as forças como suas causadoras.

"sucessão de eventos"

sequência, série de pessoas, de fatos ou de coisas que se sucedem sem interrupção ou com pequeno intervalo

Perceba que o tempo está associado ao movimento, assim como o movimento está associado ao tempo. Raciocínio circular, o cachorro a correr atrás do próprio rabo.

Tempos atrás, recebi um e-mail de Al Zeeper através do LinkedIn. Zepper é um pesquisador independente do Canadá. Neste e-mail, Zeeper faz uma afirmação chocante:



O tempo é a gravidade!  

Notar a jocosa afirmação de Karl Marx:
"O tempo foi inventado pelos fabricantes de relógios para eles venderem mais relógios"    !

Note ao lado da figura acima, a relação do tempo com a gravidade desde a invenção do relógio de sol, ampulheta até o relógio atômico.

Zeeper fala em "partículas hiperquânticas" ao defender um modelo de gravidade impulsiva, modelo que vem sendo desenvolvido desde Le Sage, passando pelo prof. Borge e nosso colega Walter Luckschaw.

Gravidade Efeito Ilha
https://fisica2100.forumeiros.com/t1956-gravidade-efeito-ilha?highlight=gravidade+ilha

A verdadeira natureza da gravidade
https://fisica2100.forumeiros.com/t1507-a-verdadeira-natureza-da-gravidade?highlight=a+verdadeira+natureza

Estranhas Relações Gravitacionais ...



Curioso experimento de Zeeper (gerador MHD?) com vela e ímã.

Tentei contactar com Zeeper, mas não obtive resposta.

Zeeper faz relações da velocidade da gravidade (ou velocidade da luz "C") com os números mágicos de Newton, Arquimedes, entre outros bruxos.



Os trabalhos de Zeeper estão publicados no LinkedIn, Youtube e em alguns blogs espalhados pela Rede. Aí vai um deles:

https://www.opastpublishers.com/open-access-articles/einsteins-unification-of-gravity-electricity-and-magnetism-finally-discoveredalso-pushing-gravity-creates-time.pdf

Mais:

A misteriosa matrix de Newton

https://fisica2100.forumeiros.com/t1909-a-misteriosa-matrix-de-newton?highlight=matrix+newton" />