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万有引力常数变化周期为59年

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来源: 作者: 2019-05-16 22:23:15

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牛顿万有引力常数G,在过去40多全球首架“大象”航班启航腾讯邀南航一起参与“爱象月
年中被丈量过屡次,但是由于偶然和系统性的毛病,丈量结果间的差异比我们料想的要大得多。现在,科学家发现G值随时间每5.9年有一个振荡周期,他们认为G值变化跟丈量本身没有关系,一定还有别的因素在影响着测量结果。

到底“别的因素”是什么?据物理学家组织22道,加州理工学院退休科学家约翰·安德森与合作者在最近一期《欧洲物理快报》上发表了G值与一种叫做“每天时长”(简写LOD)之间关系的论文,其主要观点是,G值丈量能在可预测的方式下变化。

科学家们注意到,G值5.9年的振荡周期几乎完善地与地球的自转速率相配合,而地球自转速率由LOD测量值决定。尽管他们声称其实不知道什么原因导致了G值和LOD之间的关联,但依然小心翼翼地提出了他们的看法,“最有可能的”是与地核中的循环电流相关,不断变化的电流影响地球的转动惯量,影响到LOD,进而与密度变化一起影响到G值。

G常数是我们理解牛顿定义和爱因斯坦广义相对论中“重力”的必要条件。G常数不是直观的概念,与物体重力加速度g=9.81m/s2也不同。官方的G值是6.673889×N·m2·kg-2,但是13次测量显示的结果在6.672×N·m2·kg-2到6.675×N·m2·kg-2之间,变化率大约在万分之一。

安德森说:“令人惊讶的5.9年周期被计算出来后,很多实验室丈量的G值竟然可以协调统一了,而测量误差都限定在很小的数值以内。”

此前,科学家曾斟酌,5.9年差不多是太阳11年周期的一半,太阳活动变化引发的几次太阳耀斑会影响地球大气层进而对转动惯量造成影响。然而,更详细的研究发现,二者之间并没有太连贯和直接的联系。后来,有关人员发表在2013年《自然》杂志上的论文称,地球的LOD周期为5.9年,波动周期与G值的周期惊人一致。

尽管LOD和G值密切相关,但科学家注意到LOD的变化范围最多只有,比能改变G值的幅值小很多,不足以解释“LOD的变化能导致G值的变化”这样的结论。

研究人员推测,这两种改变均来自地核的变化,或另一些地球物理过程使然。因此,科学家们打算在未来研究其他与G值相干联的因素。“我们计划探讨地球定点飞越异常与G值变化的联系,这些异常仿佛也有周期性。”安德森说。

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