Stała grawitacji, stała grawitacyjna (oznaczenie: G) – stała fizyczna służąca do opisu pola grawitacyjnego. Jako pierwszy wyznaczył ją Henry Cavendish, używając do tego wagi skręceń (eksperyment Cavendisha). Obecnie używana wartość została opublikowana w 2018 roku przez Komitet Danych dla Nauki i Techniki (CODATA) i wynosi:
gdzie: s – sekunda, m – metr, kg – kilogram.
W astronomii użytecznie jest wyrazić stałą grawitacji jako:
gdzie to masa Słońca, zaś pc – parsek.
Zgodnie z prawem powszechnego ciążenia Newtona, dwa ciała punktowe (tzn. takie, że ich wzajemna odległość jest większa od ich własnych rozmiarów) o masach i odległe o działają na siebie z siłą, której wartość wynosi:
Wzór ten można stosować również dla ciał o symetrii sferycznej. Wówczas oznacza odległość pomiędzy środkami tych ciał.
W fizyce kwantowej Dla elektronów oddziaływanie grawitacyjne można uważać za egzotyczne ultrasłabe kulombowskie przyciągające oddziaływanie elektromagnetyczne (elektrostatyczne) 20. rzędu w stałej struktury subtelnej Jak łatwo sprawdzić, zachodzi związek, który to wyraża
lub inaczej wprost
definiujący też tzw. silną stałą grawitacji dla elektronu
Kładąc gdzie jest zredukowaną komptonowską długością fali, i przepisując równość w języku energii
otrzymujemy energię grawitacyjną oddziaływania dwóch elektronów względem nieskończoności w odległości równej zredukowanej komptonowskiej długości fali w postaci poprawki promienistej typu przesunięcia Lamba w elektrodynamice kwantowej jako
tzn. względem energii spoczynkowej elektronu.
Wynik ten można otrzymać w ramach kwantowej teorii cząstek elementarnych w teorii wszechświata pięciowymiarowego. Daje ona odwrócone spektrum Rydberga cząstek elementarnych o masach
tzn. dla elektronu jako bardzo niskoenergetycznego wzbudzenia próżni
Podobne, choć trochę odchylone od wartości CODATA i bardziej skomplikowane, wyrażenie znaleziono też z prostych rozważań geometrycznych jako:
ustanawiające równanie nieliniowe na przybliżoną wartość stałej struktury subtelnej:
dające rozwiązanie: wobec wartości CODATA
Można też zauważyć, że z bardzo dobrym przybliżeniem
gdzie to tzw. złota liczba. Wzór ten może być jeszcze poprawiony do perfekcyjnej wartości CODATA przez minimalnie podwyższający czynnik kolimujący z długim lecz bardzo łatwym do zapamiętania "odliczającym" ułamkiem
Przypisy
Kategoria:Grawitacja Kategoria:Stałe fizyczne