Ученые ТПУ разработали способ более точного определения согласованного значения гравитационной постоянной...
09 Июля 2026 10:19 09 Июл 2026 10:19 |
Ученые ТПУ разработали способ более точного определения согласованного значения гравитационной постоянной Ньютона, которая играет ключевую роль в расчетах при решении задач космической навигации и при определении массы небесных тел. Она также связывает геометрию пространства с массой в уравнениях общей теории относительности. Разработанный алгоритм оказался в 2,5 раза точнее методики, используемой Комитетом по данным (CODATA) Международного совета по науке (ICSU). Об этом CNews сообщили представители ТПУ.
Исследование выполнено при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement (Q1, IF: 5.9).
Ньютоновская гравитационная постоянная G — это фундаментальная физическая константа, определяющая силу гравитационного взаимодействия. Она важна в теоретической физике, геофизике, геодезии, астрофизике, астрономии и других смежных областях. Ее значение, как и значение других констант, может меняться, так как развитие технологий позволяет ученым проводить все более сложные эксперименты и расчеты. Комитет CODATA отслеживает научные достижения в этой области и, примерно, раз в два года публикует международно признанные значения фундаментальных физических констант.
«Такой подход позволяет минимизировать разногласия между различными исследованиями. Последнее уточнение гравитационной постоянной Ньютона было опубликовано в 2018 году. Значения G были определены экспериментально научными группами в разных странах разными способами и в разное время. Но все полученные значения слишком разнятся по точности, что затрудняет вычисление единственного рекомендованного значения константы», — сказал руководитель проекта, профессор Инженерной школы информационных технологий и робототехники Сергей Муравьев.
CODATA выводит согласованное значение гравитационной постоянной Ньютона, объединяя результаты разных исследовательских групп. Для этого берут значения G, полученные на основе астрономических наблюдений, лабораторных экспериментов и теоретических расчетов, и применяют метод взвешенного среднего, чтобы получить итоговое рекомендуемое значение.
Однако этот подход неустойчив к появлению «выбросов» — когда одна или несколько научных групп получают значение G, сильно отличающееся от значений, полученных другими группами.
Все номера журналов CNews стали доступны в библиотеке им.Ленина
Ученые Томского политехнического университета для расчета согласованного значения гравитационной постоянной предложили использовать преференциальную медиану, которая снижает влияние несогласованности или разбросанности измерений G и потенциальной недооценки неизвестных факторов неопределенности.
Применив этот метод к существующим экспериментальным данным, авторы получили значение, которое показывает гораздо меньшую погрешность, чем предыдущие значения CODATA. Полученное преференциальное медианное значение лежит в пределах погрешности CODATA, но обеспечивает более стабильную центральную оценку за счет снижения влияния выбросов и несогласованных измерений.
«Важно отметить, что полученные результаты не отменяют традиционные методы, а могут служить им новой альтернативой, способной помочь в решении проблем в конкретных практических ситуациях», — сказал Сергей Муравьев.
В исследованиях принимали участие сотрудники Инженерной школы информационных технологий и робототехники, Передовой инженерной школы «Интеллектуальные энергетические системы», центра «Электронный университет».