Miten mitataan ns. painovoimaa?

[Muisto Keijo Kullervo]

Ymmärtääkseni heiluriliikkeillä voidaan planeettojen pinnalta voidaan mitata painovoimien eroavuuksia, mutta vakavasti ottaen on kai olemassa ns. gravitaatioaallot joissa ko. voidaan mitata, mutta miten?

Muisto

[Muisto Keijo Kullervo]

"Copilot
Luodaan vastauksia sinulle...

Kyllä, olet oikeassa. Heiluriliikkeitä käytetään mittaamaan painovoiman vaihteluita planeettojen pinnalla, ja gravitaatioaaltoja voidaan myös mitata, mutta ne ovat eri ilmiöitä.

Gravitaatioaallot ovat aika-avaruuden värähtelyjä, jotka syntyvät, kun massiiviset kappaleet, kuten mustat aukot tai neutronitähdet, kiertävät toisiaan tai törmäävät yhteen. Nämä aallot etenevät avaruuden halki ja voivat venyttää ja puristaa aika-avaruutta niiden kulkiessa.

Gravitaatioaaltojen mittaamiseen käytetään interferometreja, kuten LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ja Virgo, jotka ovat äärimmäisen herkkiä mittalaitteita. Ne kykenevät havaitsemaan jopa protonin tuhannesosan kokoisia muutoksia aika-avaruudessa1. Mittaus perustuu valon mittaamiseen, sillä valonnopeus on universaali vakio. Kun gravitaatioaalto kulkee interferometrin läpi, se muuttaa valon kulkemaan matkaa kahden pisteen välillä, mikä voidaan havaita laitteiston avulla1.

Gravitaatioaallot ovat tärkeä osa nykyfysiikkaa, sillä ne tarjoavat uuden tavan tutkia avaruuden tapahtumia ja ovat vahvistaneet Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustuksia.

Muisto-sanasi voi viitata siihen, että gravitaatioaallot ovat kuin avaruuden muisti; ne kertovat meille menneistä tapahtumista, kuten mustien aukkojen yhdistymisistä, jotka ovat tapahtuneet miljardeja vuosia sitten ja joiden vaikutukset saavuttavat meidät vasta nyt."

Muisto

[MrKAT]

Muistaakseni LIGOssa oli raskaat peilit ripustettuna lankain varaan ettei mikään maan tärinä pääse peileihin. Joo muistelin oikein:



Avaruuden, käytännössä mustan aukon törmäys toiseen, tuottamat gravitaatioaallot heilauttaa noita peilejä mutta erittäin vähän, millimetrin miljoonas- tai miljardisosia Korjaan: millimetrin miljoonasosan miljardisosia(!!) eli atomin halkaisijan miljardisosia.
Niihin kohdistuu muita häiriöitä, vaikka ääniaaltoja(ne on tyhjiöputkessa), maan tärinästä jotain, peilien atomien oma kvanttikohinaa ties mitä ja näiden häiriöiden poissulkemisessa on ollut suurin työmaa.

[MrKAT]

Tässä ne gravitaatioaallot on muutettu ääniksi. Ne sattuu olemaan ihmiskorvan alueella mutta matalahkot siksi loppuosassa on sama nostettu korkeammalle taajuudelle. Ne on alle sekunnin kestäviä "kiekaisuja" kun musta aukko nielee toisen aika äkkiä.

[ROOSTER]

Semmoinen aika erikoinen ilmiö on olemassa, että auringonpimennys vaikuttaa painovoimaan.

Savossa 2015

Auringonpimennykseen liittyvistä painovoimapoikkeavuuksista on raportoitu jo 1950-luvulta alkaen, mutta toistaiseksi ole saatu varmistusta ilmiölle. Mittauksia on tehty erilaisilla heilureilla ja gravimetreillä.

Kuusi suomalaisfyysikkoa tutki joitakin vuosia sitten asiaa perusteellisesti, mutta heidänkään saamiensa tulosten perusteella ei voida varmasti sanoa, onko auringonpimennyksellä vaikutusta painovoiman voimakkuuteen tai suuntaan.

https://www.savonsanomat.fi/paikalliset/3220906

T. Van Flandern ja X. S. Yang 2002

Gravitational and other anomalies seen repeatedly in connection with solar eclipses have led to speculation about a possible gravitational shielding effect as the cause. Here we show that an unusual phenomenon that occurs only during solar eclipses, rapid air mass movement for the bulk of the atmosphere above normal cloud levels, appears to be a sufficient explanation for both the magnitude and behavior of the anomaly previously reported in these pages.

Yläilmakehän tuulet siis vaikuttavat. Kummallista.
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.67.022002

[Kopek]

Tiedeykkösessä on käsitelty asiaa.

En löytänyt juuri sitä ohjelmaa (se ei ole välttämättä tiedeykkönen), jota varsinaisesti etsin. Painovoimaa ja yrityksiä sen mittamiseksi, on käsitelty monissa yhteyksissä.

https://areena.yle.fi/podcastit/1-4173308
https://areena.yle.fi/podcastit/1-4201621

[MrKAT]

Fysiikan laitoksella oppilasharj.työnä piti jokaisen fyysikonalun mitata itte painovoimavakio (kappaleiden välinen gravitaatiovetovoima) tämäntapaisella torsioheilurilla:

[MrKAT]

Erikseen on sitten gravimetrit, joilla mitataan paljonko maa vetää puoleensa massaa maanpinnalla eri puolilla maata. Simppeleimmät oli heilureita (kuten seinäkellossa), mitattiin heilumistahti kellolla tarkasti ja mitä pienempi painovoima, sitä hitaammin heilui. Toisen tyyppinen oli massa jousenvarassa ja vivulla ja muilla avuin saatiin tarkka lukema, eräänlainen herkkä puntari siis.

Nykyään tarkin on pudotussysteemillä ja laserilla+atomikellolla toimiva gravimetri. Kuulan annetaan pudota tyhjiöputkessa vaikka metri, laserilla ja atomikellolla mitataan tarkasti missä ajassa se putosi, 0.451293 sekuntia, joka fys. kaavalla antaa maan vetovoiman kiihtyvyydeksi 9,820 m/s2. Tarkkuus on parin miljardisosan luokkaa eli jos laitetta nostaa sentin pari ylemmäs niin se jo huomaa painovoiman pienentyneen kun ollaan hitusen kauempana maan keskipisteestä.

[Karikko]

Painovoimaa, ei varsinaisesti voi mitata- mitataan siis sen suhteellisia ominaisuuksia tietyin säännöin.

[Muisto Keijo Kullervo]

Kiitos tiedoista,,,

Oletinkin, että ehkä haparoiden saan selville, että paino/gravitaatiovoimaa voidaan nykyään mitata joten kuten. Tämä riittää tältä erää...

Painavaa asiaa politiikassa riittänee yllin kyllin nykyään, mutta sellaiseen ovat muunlaiset konstit - uskon.

Muisto