Was ist gravitationskonstante?

Gravitationskonstante

Die Gravitationskonstante, oft mit G bezeichnet, ist eine fundamentale physikalische Konstante, die die Stärke der Gravitationskraft zwischen zwei Objekten mit Masse beschreibt. Sie ist ein wesentlicher Bestandteil des Newtonschen Gravitationsgesetzes und der Allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins.

Wert und Unsicherheit

Der derzeit empfohlene Wert der Gravitationskonstante (2018 CODATA) ist:

G = 6.67430 × 10⁻¹¹ N⋅m²/kg²

Die Gravitationskonstante ist jedoch die am ungenauesten bekannte fundamentale Konstante. Ihre Messung ist aufgrund der relativ schwachen Gravitationskraft und der Schwierigkeit, störende Einflüsse zu eliminieren, sehr anspruchsvoll. Die relative Standardunsicherheit beträgt etwa 2.2 × 10⁻⁵.

Newtonsche Gravitation

Im Newtonschen Gravitationsgesetz spielt die Gravitationskonstante eine entscheidende Rolle:

F = G * (m₁ * m₂) / r²

Dabei ist:

• F die Gravitationskraft zwischen den beiden Objekten
• m₁ und m₂ die Massen der beiden Objekte
• r der Abstand zwischen den Schwerpunkten der beiden Objekte

Die Konstante G skaliert die Kraft proportional zu den Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands. Mehr Informationen über das Newtonsche Gravitationsgesetz finden Sie hier: Newtonsches%20Gravitationsgesetz.

Bedeutung

Die Gravitationskonstante ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis des Universums. Sie bestimmt die Stärke der Gravitation, die die Bewegung von Planeten, Sternen und Galaxien steuert. Sie ist auch wichtig für die Berechnung der Massen von astronomischen Objekten und für die Vorhersage von Gravitationsphänomenen wie Gezeiten.

Messmethoden

Es gibt verschiedene Methoden, um die Gravitationskonstante zu messen, darunter:

• Torsionswaage (Cavendish-Experiment): Diese Methode, die erstmals von Henry Cavendish verwendet wurde, misst die winzige Kraft, die zwischen zwei bekannten Massen wirkt, indem sie die Verdrehung eines empfindlichen Drahtes misst.
• Atominterferometrie: Diese modernere Methode verwendet Atominterferometrie, um die Beschleunigung von Atomen aufgrund der Gravitation zu messen.

Die Genauigkeit der Messungen der Gravitationskonstante ist ein aktives Forschungsgebiet.

Geschichte

Die Idee einer universellen Gravitationskonstante wurde erstmals von Isaac Newton vorgeschlagen, obwohl er selbst ihren numerischen Wert nicht bestimmte. Henry Cavendish führte 1798 das erste erfolgreiche Experiment zur Messung der Gravitationskraft und damit zur Bestimmung von G durch. Mehr über Henry Cavendish erfahren Sie hier: Henry%20Cavendish.