Vad är gravitationskonstanten?

Gravitationskonstanten hänvisar till ett observerat fysiskt beteende eller kvalitet som förklarar nivån av gravitationsdrag mellan objekt. I huvudsak kommer två objekt med massa att hävda en viss gravitationskraft på varandra; det är kraften som får jorden att snurra runt solen snarare än att driva bort till ingenting. Gravitationskonstanten, känd som G, förklarar mängden drag eller attraktion ett objekt har på ett annat, multiplicerat med massan av de två objekten och dividerat med kvadraten på avståndet mellan de två objekten.

Jakten på gravitationskonstanten sysselsatte många av de mest briljanta hjärnorna inom vetenskapen under stora delar av 17- och 18-talen. Enligt legenden började vägen till att upptäcka gravitationskonstanten med en satsning mellan tre framstående forskare i tiden – Sir Christopher Wren, Edmund Halley och Robert Hooke – om planeternas omloppsbanor. Halley, inspirerad, väljer att besöka den vördade professorn Isaac Newton för att få hjälp, som avslöjade inte bara det korrekta svaret, utan att han hade löst problemet för en tid sedan men på något sätt förlagt anteckningarna. Halley pressade Newton att undersöka saken igen, och fick honom avsevärd kredit för att ha inspirerat publiceringen av Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, ett av de mest bestående vetenskapliga verken i mänsklighetens historia.

Även om Newtons Principia teoretiserade förekomsten av gravitationskonstanten, svarade den inte på frågan om det matematiska värdet av G. Mer än 70 år efter Newtons död ärvde en briljant och fascinerande excentrisk vetenskapsman vid namn Sir Henry Cavendish en maskin avsedd att mäta densiteten av jorden. Maskinen var designad av en annan vetenskapsman, pastor John Michell, som dog innan han kunde slutföra sina experiment. Den fantastiskt komplexa maskinen, som antogs vara så känslig att den behövde observeras i drift från ett annat rum för att undvika att kontaminera resultaten, hjälpte till att producera inte bara de densitetsresultat som önskades, utan ledde också till framtida beräkningar av gravitationskonstanten.

Cavendishs beräkningar var inte exakt korrekta, men även med 21-talets teknologi förblir gravitationskonstanten en av de svåraste fysiska konstanterna att mäta. Forskare har reviderat beräkningarna flera gånger under de mellanliggande århundradena och kom 2006 fram till ett allmänt accepterat matematiskt uttryck av G= 6.673 84 X 10-11 m3 kg-1 s-2, där M=längd i meter, kg=massa i kilogram och s=tid i sekunder. Med århundraden av omräkning bakom sig och potentialen för framtida århundraden fyllda med fler förfiningar, tillägger de flesta vetenskapliga förklaringar att denna ekvation fortfarande bör innehålla en viss marginal för fel.