Экспериментальные соображения для измерения гравитационной постоянной/эффектов с двумя большими (1000 кг) массами, вращающимися вокруг друг друга? [закрыто]

Итак, @uhoh, хотите получить некоторые экспериментальные данные, чтобы проверить пределы неньютоновской гравитации в масштабах длины более 1 метра? , предложил эксперимент:

Поместите две большие (1000 кг) сферические массы в космос (где существует как можно меньше помех от гравитационных градиентов), чтобы сферы вращались друг вокруг друга на расстоянии менее 10 см. Затем проинтегрируйте по времени, чтобы измерить период обращения и расстояние между сферами.

Итак, мой вопрос:

Какие вторичные эффекты могли бы испортить этот эксперимент (например, солнечная электростатическая зарядка, изменения углового момента из-за столкновения фотонов и т. д.) и как бы вы измерили влияние этих вторичных эффектов?

Тот факт, что вы находитесь в космосе, не означает, что у вас нет гравитации, вам нужно быть как можно дальше от любого распределения масс, чтобы ощущать небольшие гравитационные эффекты.
Согласованный! Таким образом, мы могли бы создать две копии этого эксперимента, поместив одну ближе к земле, а другую дальше (на известную величину). Таким образом, мы можем измерить вторичный эффект и учесть его в наших измерениях. Хороший комментарий. Может быть, вы хотели бы преобразовать его в ответ?
О нет, это скорее конструктивная вещь, поэтому я просто оставлю это как комментарий, по крайней мере, это наверняка заставит вас больше подумать над вопросом.
@rob, это действительно не почти дубликат вопроса, который я на самом деле задал. Этот псевдо-кросспостинг, чтобы доказать свою точку зрения в мете, вероятно, тоже не лучший способ. Я думаю, что ваш ответ будет встречен там приветливой аудиторией, не могли бы вы написать что-нибудь и там? Спасибо!
1000 кг несовместимы с радиусом орбиты 0,1 м. Масса не более 80 кг. Ваше время вращения будет один час. Эффект, который вы ищете, будет столь же мал, как 4 10 38 . Это займет порядка 10 38 безмятежные часы. Вселенная существует около 10 14 часов пока. Это становится глупо...

Ответы (1)

Когда я был студентом, некоторые друзья были вовлечены в предложение («проект SEE») сделать именно это , хотя и с меньшими массами. Предлагаемый метод представлял собой спутник, специально созданный для создания незначительных гравитационных сил на объекты внутри (за счет того, что распределение массы спутника соответствует распределению заряда на поверхности проводника той же формы, поскольку электрические и гравитационные поля действуют как 1 / р 2 ). Затем пробные массы будут выброшены в полость внутри спутника, где преобладающее гравитационное взаимодействие будет с Землей и друг с другом. Существует аккуратный эффект, когда гравитационное взаимодействие между спутниками на одной орбите эффективно отталкивает, что приводит к подковообразным орбитам . Излишне говорить, что количество «вторичных эффектов» было очень велико. В качестве фундаментального испытания гравитации проект так и не был запущен.

Успешным проектом, который мог бы вас заинтересовать, был эксперимент по восстановлению гравитации и климату, GRACE.. Это была пара идентичных спутников на почти полярных орбитах преследования, разделенных примерно 200 км; расстояние между спутниками непрерывно измерялось с очень высокой точностью. Доминирующим эффектом на эти орбиты были колебания плотности материала у поверхности Земли. Когда два спутника приблизится к плотной области Земли, они будут притягиваться к ней и ускоряться, а ведущий спутник будет удаляться; по мере их удаления из области с более высокой плотностью разрыв снова сокращался. Орбита GRACE часто (ежедневно?) покрывала большую часть поверхности Земли, поэтому, помимо того, что они были чувствительны к геологическим структурам, они могли измерять такие вещи, как сезонное движение грунтовых вод и ледникового льда.

Я думаю, что это одна из проблем, обреченных на гибель Project SEE. Я помню, как сидел на обеденном совещании, где эта группа показала, что их чувствительность к дизайну была достаточно точной, чтобы определить местонахождение стада бизонов, и задавалась вопросом, как они отличят новый гравитационный эффект от бизнес-решения, принятого владельцем ранчо в сельской местности. Но были потенциальные проблемы со сбором данных о местоположении, с управлением температурой и т. д.

Это скорее указатель на литературу, чем ответ на ваш вопрос. Я действительно думаю, что в вашем предложении есть очевидный недостаток, заключающийся в том, что два однотонных объекта вращаются вокруг друг друга с расстоянием между центрами масс в десять сантиметров, а именно, что я не знаю материала, достаточно плотного для того, чтобы физически происходит. Такая прямая орбита двух тел между такими малыми массами также будет мучительно медленной, так что вы, вероятно, не сможете игнорировать земную/солнечную/юпитерианскую гравитацию, если только не проведете эксперимент далеко за пределами Солнечной системы.