Od četiri osnovne sile prirode, gravitacija je ona koju ljudi najneposrednije doživljavaju. Ona nas drži na tlu, a planete u orbitama oko zvijezda. Ipak, naučnici još uvijek nisu uspjeli precizno odrediti njenu jačinu.
Od osamdesetih godina prošlog vijeka provedeno je više od deset eksperimenata s ciljem da se izračuna tačna vrijednost gravitacione konstante, ali su mnogi dobijeni rezultati međusobno proturječni. Postavlja se pitanje: zašto je toliko teško izmjeriti jačinu gravitacije?
Problem je u tome što je gravitacija izuzetno (relativno) slaba. Iako djeluje snažno jer neprestano osjećamo privlačnu silu Zemlje, u stvarnosti je veoma slaba kada je riječ o interakciji između dva objekta u laboratorijskim uslovima.
„Slaba je i morate je mjeriti u pozadini Zemljinog gravitacionog polja“, izjavio je Stefan Šlaminger, fizičar iz Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju SAD, za Live Science. Objašnjava da se za mjerenje moraju koristiti svakodnevni objekti čija je masa poznata.
„Ono što morate uraditi u laboratoriji jeste da upotrijebite dvije veoma kontrolisane mase, približite ih jednu drugoj i izmjerite silu između njih“, naveo je Šlaminger.
Novi eksperiment dao drugačiji rezultat
U studiji objavljenoj u aprilu 2026. godine, Šlaminger i njegove kolege ponovili su jedan precizni eksperiment za određivanje jačine gravitacije i dobili rezultat koji se razlikuje od prethodnog. Za eksperiment su koristili čak 13 tona, odnosno 12 metričkih tona žive.
Međutim, čak i s tako velikom količinom materijala, efekat je bio minimalan.
„Promjena u gravitacionom polju bila je samo milioniti dio promjene koju ovdje imamo usljed lokalne gravitacije“, rekao je Šlaminger.
Tim je izmjerio vrijednost od 6,67387 × 10⁻¹¹ m³kg⁻¹s⁻², što je za 0,0235 posto manje od prethodnog rezultata.
Iako ta razlika djeluje zanemarivo u svakodnevnom životu, u metrologiji, nauci o mjerenjima, ona ima veliki značaj.
Mjerenje kao težina sedam ljudskih ćelija
Kristijan Rotlajtner, fizičar Njemačkog nacionalnog instituta za metrologiju i koautor sveobuhvatnog pregleda dosadašnjih mjerenja gravitacije iz 2017. godine, smatra da je problem u izuzetnoj osjetljivosti samih mjerenja.
„Ova mala sila mora se odrediti sa šest ili više decimalnih mjesta“, izjavio je Rotlajtner i dodao da je to „ekvivalentno pokušaju da izmjerite težinu sedam ljudskih ćelija“.
Tri moguća objašnjenja
Jedno od objašnjenja za neslaganja između rezultata moglo bi biti da su sva mjerenja toliko neprecizna da se prava vrijednost nalazi negdje unutar njihovih raspona.
Međutim, svaki eksperiment prijavljuje relativno malu marginu greške, a ti rasponi se međusobno ne poklapaju. Šlaminger smatra da postoje tri moguća razloga za to.
„Imam zgodan akronim za to (na engleskom): PEP. Prvo P označava fiziku, E označava inženjerstvo, a drugo P psihologiju“, rekao je. Kako je naveo, redoslijed je određen prema nivou uzbuđenja koje svaka mogućnost izaziva.
Prema Šlamingerovim riječima, najmanje vjerovatno objašnjenje odnosi se na fiziku. Moguće je, kaže on, da postoji neki aspekt prirode koji naučnici još nisu otkrili.
Kao što je Ajnštajnova opća teorija relativnosti proširila razumijevanje gravitacije, tako bi i neka buduća teorija mogla donijeti nove uvide. „Mislim da je to mala vjerovatnoća, ali ne bi je trebalo isključiti“, rekao je Šlaminger.
Ograničenja mjerne tehnologije
Drugo objašnjenje odnosi se na inženjerske izazove. Različiti eksperimenti koriste različite metode mjerenja, što može dovesti do različitih rezultata.
Neki koriste torzione vage koje mjere uvijanje tankih vlakana pod djelovanjem sile, dok drugi koriste klatna ili objekte u slobodnom padu.
Svaka metoda nosi vlastite potencijalne izvore greške, a njihovo razdvajanje od samog gravitacionog signala predstavlja veliki izazov.
„Lično ne vjerujem da je razlog u fizici, već u tehnologiji mjerenja“, izjavio je Rotlajtner i dodao da ovakvi eksperimenti zahtijevaju vrhunsko znanje iz više oblasti fizike i metrologije. „Ne možete biti stručnjak za sve te oblasti. Ova vrsta mjerenja nalazi se na samoj granici mjerne nauke“, naveo je.
Uloga ljudskog faktora
Šlaminger ipak smatra da je najvjerovatnije objašnjenje povezano s psihologijom.
„Postoji motiv kod ljudi koji mjere ove vrijednosti da prikažu zaista, zaista male neizvjesnosti, odnosno margine greške, jer ih to čini poznatim“, rekao je on.
Prema njegovom mišljenju, zbog tog pritiska moguće je da su procjene greške ponekad previše optimistične. „Zbog toga se rezultati međusobno ne poklapaju“, dodao je.
Da li je precizna vrijednost uopće neophodna?
Uprkos naučnoj važnosti problema, precizno određivanje gravitacione konstante možda nije neophodno za većinu praktičnih primjena.
Naučnici već poznaju proizvod gravitacione konstante i mase Zemlje, što je dovoljno za zadatke poput lansiranja raketa i planiranja svemirskih misija.
„Vrijednost Njutnove gravitacione konstante uglavnom je od akademskog interesa“, ocijenio je Rotlajtner i naglasio: „Da je važnija za praktične potrebe, države bi uložile mnogo više napora u njeno preciznije određivanje.“
Šlaminger, međutim, smatra da je sama potraga za odgovorom vrijedna truda:
„Živimo u društvu u kojem mislimo da je sve već otkriveno. Ali ako pažljivo pogledate, još uvijek postoje neistražene teritorije. I dalje postoje problemi koje možemo rješavati, u kojima možemo doprinijeti i koji nas mogu fascinirati. Ovo je jedan od tih problema“, zaključio je Šlaminger.