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Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
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Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
por Jonas Paulo Negreiros 15th agosto 2022, 11:42
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/07/2022
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
Esta é a configuração da nova técnica para medição da constante gravitacional G.
[Imagem: Jürg Dual/IMES/ETH Zurich]
[O leitores atentos vão notar que, ao menos para a Teoria Geral da Relatividade, a gravidade não é uma força ...]
Medição da gravidade
A constante gravitacional G determina a força da gravidade - a força que faz as maçãs caírem no chão ou puxa a Terra em sua órbita ao redor do Sol.
Parte da lei da gravitação universal de Isaac Newton, formulada há mais de 300 anos, a constante G não pode ser derivada matematicamente; ela tem de ser determinada através de experimentos.
Ao longo dos séculos, os cientistas realizaram vários experimentos para determinar o valor de G, mas a comunidade científica não está satisfeita com o número atual, que é menos preciso do que os valores de todas as outras constantes naturais fundamentais, como a velocidade da luz no vácuo, por exemplo.
Hoje, G = 6,67408 × 1011 metros cúbicos por quilograma por segundo ao quadrado (m3 kg-1 s-2) - os físicos chamam a unidade de "grande G", para evitar confusões com o "pequeno g", que é o símbolo associado à intensidade da aceleração da gravidade junto à superfície do planeta.
Uma força muito fraca
Uma razão pela qual a gravidade é extremamente difícil de quantificar é que ela é uma força muito fraca e não pode ser isolada: Quando você mede a gravidade entre dois corpos, você também mede o efeito de todos os outros corpos do mundo sobre esses corpos de prova.
"A única opção para resolver essa situação é medir a constante gravitacional com o maior número possível de métodos diferentes," explica o pesquisador Jürg Dual, do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, na Suíça.
Agora, Dual e seus colegas conduziram um novo experimento para redeterminar a constante gravitacional. Ainda que novos experimentos não consigam a precisão necessária nas primeiras tentativas, elas são importantes para validar outros métodos e nos aproximar de um G mais fidedigno.
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
Quando a haste laranja é posta para vibrar, ela faz com que a haste azul se mova devido às forças gravitacionais. Os movimentos diminutos das duas são detectados com alta precisão por quatro medidores a laser.
[Imagem: Jürg Dual/IMES/ETH Zurich]
Novo valor para o Grande G
Para descartar ao máximo as fontes de interferência, gravitacional e de outros tipos, a equipe instalou seu equipamento de medição no que costumava ser a fortaleza de Furggels, na Suíça, um conjunto de abrigos subterrâneos construídos durante a Segunda Guerra e mantidos secretos até 2001.
A montagem experimental consiste em duas vigas suspensas em câmaras de vácuo.
Quando uma delas é posta para vibrar, o acoplamento gravitacional faz com que a segunda viga também apresente um movimento mínimo, na faixa dos picômetros, ou seja, 10-12 metro. Usando aparelhos de medição a laser, a equipe mensurou o movimento das duas vigas, e a medição desse efeito dinâmico permitiu inferir a magnitude da constante gravitacional.
O valor a que os pesquisadores chegaram usando esse método é 2,2% maior do que o valor oficial atualmente aceito pelo Comitê de Dados para Ciência e Tecnologia: 6,82 x 1011 m3 kg-1 s-2.
Mas a estimativa tem uma incerteza de cerca de 1,6%, o que é grande em comparação com outras medições. Portanto, o número ainda não é preciso o suficiente para influenciar o debate sobre o valor do Grande G.
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
É importante que haja várias técnicas de medição da constante gravitacional, para se chegar a um valor mais preciso.
[Imagem: Qing Li et al. - 10.1038/s41586-018-0431-5]
Medição dinâmica da gravidade
A obtenção de resultados iniciais com incerteza elevada é algo normal nas primeiras vezes em que um novo método começa a ser usado.
"Para obter um valor confiável, ainda precisamos reduzir consideravelmente essa incerteza. Já estamos fazendo medições com uma configuração experimental ligeiramente modificada, para que possamos determinar a constante G com precisão ainda maior," disse Dual.
Na verdade, o pesquisador adianta que já possui resultados iniciais nessa nova configuração, mas que ainda estão em revisão para serem publicados - ele só adianta que "estamos no caminho certo".
A vantagem do novo método é que ele mede a gravidade dinamicamente através das duas hastes móveis. "Em medições dinâmicas, diferentemente das estáticas, não importa que seja impossível isolar o efeito gravitacional de outros corpos," explica ele.
É por isso que ele espera que ele e sua equipe possam usar o experimento para ajudar a resolver o enigma da gravidade. Afinal, a ciência ainda não compreendeu totalmente essa força natural ou os experimentos relacionados a ela.
Bibliografia:
Artigo: Dynamic measurement of gravitational coupling between resonating beams in the hertz regime
Autores: Tobias Brack, Bernhard Zybach, Fadoua Balabdaoui, Stephan Kaufmann, Francesco Palmegiano, Jean-Claude Tomasina, Stefan Blunier, Donat Scheiwiller, Jonas Fankhauser, Jürg Dual
Revista: Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-022-01642-8
fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metodo-dinamico-medir-forca-gravidade&id=010130220713&ebol=sim#.Yvoke3bMK1t
Mais:
Duas novas técnicas de medição mudam constante gravitacional
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=duas-novas-tecnicas-medicao-mudam-constante-gravitacional&id=010130181122#.YvolWXbMK1t
Força da gravidade pode não ser constante
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=forca-gravidade-nao-constante&id=010130130917#.YvoljHbMK1s
Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/07/2022
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
Esta é a configuração da nova técnica para medição da constante gravitacional G.
[Imagem: Jürg Dual/IMES/ETH Zurich]
[O leitores atentos vão notar que, ao menos para a Teoria Geral da Relatividade, a gravidade não é uma força ...]
Medição da gravidade
A constante gravitacional G determina a força da gravidade - a força que faz as maçãs caírem no chão ou puxa a Terra em sua órbita ao redor do Sol.
Parte da lei da gravitação universal de Isaac Newton, formulada há mais de 300 anos, a constante G não pode ser derivada matematicamente; ela tem de ser determinada através de experimentos.
Ao longo dos séculos, os cientistas realizaram vários experimentos para determinar o valor de G, mas a comunidade científica não está satisfeita com o número atual, que é menos preciso do que os valores de todas as outras constantes naturais fundamentais, como a velocidade da luz no vácuo, por exemplo.
Hoje, G = 6,67408 × 1011 metros cúbicos por quilograma por segundo ao quadrado (m3 kg-1 s-2) - os físicos chamam a unidade de "grande G", para evitar confusões com o "pequeno g", que é o símbolo associado à intensidade da aceleração da gravidade junto à superfície do planeta.
Uma força muito fraca
Uma razão pela qual a gravidade é extremamente difícil de quantificar é que ela é uma força muito fraca e não pode ser isolada: Quando você mede a gravidade entre dois corpos, você também mede o efeito de todos os outros corpos do mundo sobre esses corpos de prova.
"A única opção para resolver essa situação é medir a constante gravitacional com o maior número possível de métodos diferentes," explica o pesquisador Jürg Dual, do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) de Zurique, na Suíça.
Agora, Dual e seus colegas conduziram um novo experimento para redeterminar a constante gravitacional. Ainda que novos experimentos não consigam a precisão necessária nas primeiras tentativas, elas são importantes para validar outros métodos e nos aproximar de um G mais fidedigno.
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
Quando a haste laranja é posta para vibrar, ela faz com que a haste azul se mova devido às forças gravitacionais. Os movimentos diminutos das duas são detectados com alta precisão por quatro medidores a laser.
[Imagem: Jürg Dual/IMES/ETH Zurich]
Novo valor para o Grande G
Para descartar ao máximo as fontes de interferência, gravitacional e de outros tipos, a equipe instalou seu equipamento de medição no que costumava ser a fortaleza de Furggels, na Suíça, um conjunto de abrigos subterrâneos construídos durante a Segunda Guerra e mantidos secretos até 2001.
A montagem experimental consiste em duas vigas suspensas em câmaras de vácuo.
Quando uma delas é posta para vibrar, o acoplamento gravitacional faz com que a segunda viga também apresente um movimento mínimo, na faixa dos picômetros, ou seja, 10-12 metro. Usando aparelhos de medição a laser, a equipe mensurou o movimento das duas vigas, e a medição desse efeito dinâmico permitiu inferir a magnitude da constante gravitacional.
O valor a que os pesquisadores chegaram usando esse método é 2,2% maior do que o valor oficial atualmente aceito pelo Comitê de Dados para Ciência e Tecnologia: 6,82 x 1011 m3 kg-1 s-2.
Mas a estimativa tem uma incerteza de cerca de 1,6%, o que é grande em comparação com outras medições. Portanto, o número ainda não é preciso o suficiente para influenciar o debate sobre o valor do Grande G.
Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
É importante que haja várias técnicas de medição da constante gravitacional, para se chegar a um valor mais preciso.
[Imagem: Qing Li et al. - 10.1038/s41586-018-0431-5]
Medição dinâmica da gravidade
A obtenção de resultados iniciais com incerteza elevada é algo normal nas primeiras vezes em que um novo método começa a ser usado.
"Para obter um valor confiável, ainda precisamos reduzir consideravelmente essa incerteza. Já estamos fazendo medições com uma configuração experimental ligeiramente modificada, para que possamos determinar a constante G com precisão ainda maior," disse Dual.
Na verdade, o pesquisador adianta que já possui resultados iniciais nessa nova configuração, mas que ainda estão em revisão para serem publicados - ele só adianta que "estamos no caminho certo".
A vantagem do novo método é que ele mede a gravidade dinamicamente através das duas hastes móveis. "Em medições dinâmicas, diferentemente das estáticas, não importa que seja impossível isolar o efeito gravitacional de outros corpos," explica ele.
É por isso que ele espera que ele e sua equipe possam usar o experimento para ajudar a resolver o enigma da gravidade. Afinal, a ciência ainda não compreendeu totalmente essa força natural ou os experimentos relacionados a ela.
Bibliografia:
Artigo: Dynamic measurement of gravitational coupling between resonating beams in the hertz regime
Autores: Tobias Brack, Bernhard Zybach, Fadoua Balabdaoui, Stephan Kaufmann, Francesco Palmegiano, Jean-Claude Tomasina, Stefan Blunier, Donat Scheiwiller, Jonas Fankhauser, Jürg Dual
Revista: Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-022-01642-8
fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=metodo-dinamico-medir-forca-gravidade&id=010130220713&ebol=sim#.Yvoke3bMK1t
Mais:
Duas novas técnicas de medição mudam constante gravitacional
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=duas-novas-tecnicas-medicao-mudam-constante-gravitacional&id=010130181122#.YvolWXbMK1t
Força da gravidade pode não ser constante
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Gráviton, onde tu estás que não te encontro
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Jonas Paulo Negreiros- Físico Profissional
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Localização : Jundiaí, São Paulo - Brasil -
Re: Criado método dinâmico para medir a força da gravidade
por Jonas Paulo Negreiros 23rd outubro 2022, 13:03
El gravímetro dinámico.
Fiz uma proposta de gravímetro dinâmico, o qual compara diretamente a aceleração centrípeta do gravímetro com a aceleração da gravidade terrestre.
O assunto foi discutido no site espanhol "La Web de Física"
https://forum.lawebdefisica.com/forum/el-aula/mec%C3%A1nica-newtoniana/358059-grav%C3%ADmetro-din%C3%A1mico
Fiz uma proposta de gravímetro dinâmico, o qual compara diretamente a aceleração centrípeta do gravímetro com a aceleração da gravidade terrestre.
O assunto foi discutido no site espanhol "La Web de Física"
https://forum.lawebdefisica.com/forum/el-aula/mec%C3%A1nica-newtoniana/358059-grav%C3%ADmetro-din%C3%A1mico
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Gráviton, onde tu estás que não te encontro
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