Hvorfor tyngdekraften er fysikkens pinligste problem

Vi ved stadig ikke helt, hvor stærk tyngdekraften er.

Vi mærker den hver dag. Den holder os på jorden, binder planeterne til Solen og former hele universet. Men når forskere skal måle tyngdekraftens styrke præcist, får de ikke det samme svar hver gang. Den såkaldte gravitationskonstant – kaldet big G – varierer lidt fra laboratorium til laboratorium.

Det er som at spørge ti kokke om at måle én kop mel. De burde ramme det samme. Men det gør de ikke.

En svag kraft med store måleproblemer

Tyngdekraften er mærkeligt svag i forhold til de andre kræfter i naturen. Et lille køleskabsmagnet kan løfte en papirclips mod hele Jordens træk. Én lille magnet vinder over en hel planet.

Den svaghed gør det svært at måle big G i laboratoriet. Forskerne må bruge små objekter. Deres tiltrækning er utrolig svag. Det svarer til at veje et sandkorn på en fodboldbane – bare endnu svagere.

I over 225 år har forskere forsøgt at finde en præcis værdi. De har brugt bedre udstyr og smartere metoder. Alligevel er forskellene mellem målingerne større, end målefejlene burde tillade. De er små – omkring 1 del i 10.000 – men de burde ikke være der.

En fysiker med mistanke

Fysikeren Stephan Schlamminger fra det amerikanske standardiseringsinstitut NIST besluttede sig for at gentage en berømt fransk måling fra 2007. Målet var at se, om et andet hold kunne få samme resultat.

Men Schlamminger var bekymret for, at han kunne blive påvirket af at vide, hvad svaret skulle være. Han lod derfor en kollega, Patrick Abbott, blande dataene. Abbott skjulte en hemmelig værdi i målingerne. Kun han kendte tallet.

I næsten ti år arbejdede Schlamminger uden at vide, hvad resultatet var. Han løste en opgave uden at se facit.

Kuvertens hemmelige tal

Planen var at åbne kuverten i 2022. Men Schlamminger opdagede pludselig, at lufttryk kunne påvirke målingerne. Han ventede to år ekstra.

Først i juli 2024 åbnede han kuverten på en konference i Colorado. Tallene var der. Han blev først lettet – tallet var passende stort og negativt. Men det var for stort. Hans måling stemte ikke med den franske.

Et lille tal med stor betydning

Efter endnu to års analyse offentliggjorde Schlamminger sit resultater. Hans værdi for big G var 6.67387 × 10⁻¹¹. Den lå 0,0235 procent under den franske måling.

Det er et lille tal. Det ændrer ikke din dagligdag. Men i fysik er det et rødt flag. Andre fundamentale tal er kendt med meget højere præcision. Og når flere laboer får forskellige resultater, tyder det på, at vi mangler noget.

Disse små forskelle har før ført til store gennembrud.

Hvad er problemet?

Forskere ved stadig ikke, hvor årsagen ligger. Har de overset små fejl i forsøgene? Påvirker udstyret målingerne uden at man ser det? Eller er tyngdekraften selv anderledes, end vi tror?

Målingerne bruges af torsionbalancer – tynde fibre, der drejer, når tyngdekraften trækker på objekter. De er følsomme over for alt fra temperatur til lufttryk og støj.

Schlamminger brugte ti år på problemet. Han tog alle mulige forholdsregler. Men forskellen var der stadig.

Hvad sker der næste gang?

Forskere vil fortsætte målingerne med mere præcist udstyr. Andre hold vil forsøge at finde fejlen. Måske opdager de en skjult effekt. Måske er der noget grundlæggende ved tyngdekraften, vi ikke kender.

Indtil da er big G stadig usikker. Og det er enten foruroligende eller spændende – alt efter hvordan man ser på det.

Jeg vælger spændende.