Was ist die Gravitationskonstante?

Die Gravitationskonstante bezieht sich auf ein beobachtetes physikalisches Verhalten oder eine Qualität, die das Ausmaß der Anziehungskraft zwischen Objekten erklärt. Im Wesentlichen werden zwei beliebige Objekte mit Masse eine gewisse Anziehungskraft aufeinander ausüben; es ist die Kraft, die die Erde dazu bringt, sich um die Sonne zu drehen, anstatt ins Nichts abzudriften. Die Gravitationskonstante, bekannt als G, erklärt die Anziehungskraft oder Anziehungskraft, die ein Objekt auf ein anderes hat, wenn es mit der Masse der beiden Objekte multipliziert und durch das Quadrat des Abstands zwischen den beiden Objekten geteilt wird.

Die Jagd nach der Gravitationskonstante beschäftigte viele der brillantesten Köpfe der Wissenschaft während eines Großteils des 17. und 18. Jahrhunderts. Der Legende nach begann der Weg zur Entdeckung der Gravitationskonstante mit einer Wette zwischen drei bedeutenden Wissenschaftlern der Zeit – Sir Christopher Wren, Edmund Halley und Robert Hooke – über die Umlaufbahnen von Planeten. Halley entschloss sich inspiriert, den verehrten Professor Isaac Newton um Hilfe zu bitten, der nicht nur die richtige Antwort enthüllte, sondern auch, dass er das Problem vor einiger Zeit gelöst, aber irgendwie die Notizen verlegt hatte. Halley drängte Newton, sich erneut mit der Sache zu befassen, was ihm beträchtliche Anerkennung dafür einbrachte, die Veröffentlichung von Newtons Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, einem der beständigsten wissenschaftlichen Werke der Menschheitsgeschichte, inspiriert zu haben.

Obwohl Newtons Principia das Vorhandensein der Gravitationskonstante theoretisierte, beantwortete es nicht die Frage nach dem mathematischen Wert von G. Mehr als 70 Jahre nach Newtons Tod erbte ein brillanter und faszinierend exzentrischer Wissenschaftler namens Sir Henry Cavendish eine Maschine zur Messung der Dichte der Erde. Die Maschine war das Design eines anderen Wissenschaftlers, Reverend John Michell, der starb, bevor er seine Experimente abschließen konnte. Die fabelhaft komplexe Maschine, die angeblich so empfindlich war, dass sie von einem anderen Raum aus beobachtet werden musste, um die Ergebnisse nicht zu verunreinigen, half nicht nur, die gewünschten Dichteergebnisse zu erzielen, sondern führte auch zu zukünftigen Berechnungen der Gravitationskonstanten.

Cavendishs Berechnungen waren nicht ganz korrekt, aber selbst mit der Technologie des 21. Jahrhunderts bleibt die Gravitationskonstante eine der am schwierigsten zu messenden physikalischen Konstanten. Wissenschaftler haben die Berechnungen im Laufe der Jahrhunderte mehrmals revidiert und kamen 2006 zu einem allgemein akzeptierten mathematischen Ausdruck von G= 6.673 84 x 10-11 m3 kg-1 s-2, wobei M=Länge in Metern, kg=Masse in Kilogramm und s=Zeit in Sekunden. Mit Jahrhunderten der Neuberechnung und dem Potenzial für zukünftige Jahrhunderte voller Verfeinerungen fügen die meisten wissenschaftlichen Erklärungen hinzu, dass diese Gleichung immer noch einen gewissen Spielraum für Fehler enthalten sollte.