Hvorfor tyngdekraften er fysikkens største skam

Vi vet ikke nøyaktig hvor sterk tyngdekraften er.

Det høres rart ut. Vi merker den hver dag. Den holder oss på bakken, styrer planetenes baner og former hele universet. Likevel finnes det ingen fasit for den såkalte gravitasjonskonstanten. Måler du den i ett laboratorium, får du ett svar. I et annet laboratorium får du et annet.

Det er som om ti kokker skal måle nøyaktig samme mengde mel, men alle veier opp noe annet. Bare at dette ikke handler om matlaging.

For sterk til å overse – og for svak til å måle

Tyngdekraften er svakere enn de andre kreftene i naturen. En liten magnet kan løfte en binders mot hele Jordens tyngdekraft. En magnet vinner over en hel planet.

Denne svakheten gjør målingene vanskelige. For å finne gravitasjonskonstanten må forskerne måle krefter mellom små objekter. Kreftene er så små at de er vanskeligere å oppdage enn en sandkornvekt på en fotballbane. Derfor har forskere brukt over 200 år på å prøve å få et mer presist svar.

Likevel kommer ulike eksperimenter frem til ulike verdier. Forskjellene er små, men større enn måleusikkerheten burde tilsi. Det skaper ubehag.

Forskeren som ble paranoid

Stephan Schlamminger ved NIST bestemte seg for å gjenta et kjent fransk forsøk fra 2007. Målet var å se om teamet hans kunne få samme resultat.

Schlamminger fryktet at han skulle la seg påvirke av det han trodde svaret skulle være. Derfor lot han kollega Patrick Abbott skjule et hemmelig tall i dataene. Schlamminger arbeidet i nesten ti år uten å vite hva det virkelige resultatet var.

Brevåpningen som ble dramatisk

Planen var å åpne konvolutten i 2022. Men Schlamminger oppdaget at lufttrykk kunne påvirke målingene. Han ventet to år til.

Til slutt, i juli 2024, ble konvolutten åpnet på en konferanse. Tallene stemte ikke. Schlammingers team målte en lavere verdi for gravitasjonskonstanten enn det franske teamet.

Hvorfor en liten forskjell betyr noe

Verdien de målte var 6,67387×10⁻¹¹. Den lå 0,0235 prosent under det franske resultatet. For de fleste er dette ingenting. Men for fysikere er det urovekkende.

De fleste andre fundamentale tallene er kjent med langt bedre presisjon. At målingene av gravitasjonskonstanten spriker, tyder på at noe mangler.

Hva er problemet?

Forskerne bruker torsjonsvekter. En tynn fiber vrider seg når tyngdekraften trekker i to objekter. Måler man vridningen, kan de regne ut gravitasjonskraften. Problemet er at alt kan påvirke resultatet: temperatur, lufttrykk, vibrasjoner, fuktighet.

Schlamminger brukte ti år på forsøket og tok alle forholdsregler. Likevel stemte resultatene ikke. Det sier noe om hvor vanskelig problemet er.

Hva skjer videre?

Fysikere vil fortsette å måle. Nye eksperimenter med bedre utstyr vil bli utført. Noen ganger gir små uoverensstemmelser store oppdagelser.

Kanskje skjuler det seg noe vi ikke forstår om tyngdekraften. Kanskje ikke. Men det er fascinerende å se når forskere jakter på en av fysikkens mest grunnleggende tall – og enda ikke finner en fasit.

Inntil videre er gravitasjonskonstanten fortsatt uavklart. Det er enten urovekkende eller spennende. Jeg velger spennende.