Sarkadi Dezső honlapja

GRAVITÁCIÓ

Frissítve: 2009 február

Bevezető
        Bodonyi László (1919-2001) szenzációs kísérletei indították el bennem az erős érdeklődést gravitáció iránt a 90-es években. A középiskolai, egyetemi tananyag lényegében nagyon keveset foglalkozik a gravitáció kísérleti oldalával. A gravitációs kölcsönhatás viszonylagos gyengesége miatt a gravitáció kísérleti vizsgálata mind a mai napig igen nehéz feladat, nagy gyakorlatot, körültekintést igényel. A gravitáció sikeres laboratóriumi kimutatása, a G gravitációs állandó első közvetlen kimérése az angol H. Cavendish (1710-1831) nevéhez fűződik, Newton gravitációs elméletének megszületése után mintegy száz évvel.
    A fizika történetében ugyanis az első nagy lépést Newton tette meg a gravitációs törvény matematikai megfogalmazásával. A csillagászati megfigyelések, első sorban Kepler törvényei adták meg ehhez a segítséget. Sikerült a heliocentrikus világképet stabil alapokra helyezni.
        Hazánk híres gravitációs tudósa Eötvös Loránd volt, aki kiváló munkát végzett mind elméleti, mind kísérleti téren. A kísérleti gravitáció területén világsikert ért el az ásványok, a nyersolaj földalatti kutatásához használt un. Eötvös ingáival. A tudomány szempontjából nagy elvi jelentősége volt a gravitáló és tehetetlen tömeg azonosságának (arányosságának) nagy pontosságú kísérleti igazolása. Ez Einstein általános relativitáselméletének fontos kísérleti alátámasztása, amelyet Einstein intuitív módon feltételezett. Később nagy elismeréssel nyilatkozott Eötvös kísérleti eredményéről.
       Biztos vagyok abban, hogy a következő évtizedekben a gravitációs kutatások nagy lendületbe jönnek, mind kísérleti, mind elméleti téren.

Einstein általános relativitáselmélete

A második nagy jelentőségű lépés a gravitációval kapcsolatban Albert Einstein nevéhez fűződik, az általános relativitáselmélet geometriai képet ad a gravitációról és ezzel együtt sikerült megmagyarázni a gravitáció finomabb részleteit (ezek közül a legismertebbek: a Merkur bolygó lassú perihélium elfordulása, az idő lelassulása gravitációs térben és az ezzel kapcsolatos gravitációs vörös-eltolódás, a gravitációs hullámok létezésének kimutatása). Ami még hiányzik: a gravitáció kvantumelmélete, illetve annak kísérleti igazolása.

A jelenkor egyik legizgalmasabb gravitációs területe Einstein általános relativitáselméletének különböző igazolása, mérésekkel történő ellenőrzése, többek között űrkísérletekkel is. Ide tartozik a gravitációs „fekete lyukak” csillagászati vizsgálata és azok pontosabb elméleti leírása, de fontos az Einstein elméletéből következő gravitomágneses hatások kimutatása, pontos kimérése is.

Mint minden nagy fizikai elméleti rendszert, az általános relativitáselméletet sem lehet lezártnak tekinteni. A fizika nagy eredményeit módosíthatják az újabb elméleti és kísérleti eredmények, a technikai fejlődés adta pontosabb mérések. Amit azonban feltétlenül kiemelendőnek tartok: Einstein ún. ekvivalencia elvét. Ennek kísérleti igazolását adta meg nagy pontossággal Eötvös Loránd. Az ekvivalencia elv tudományosan megfogalmazva azt jelenti, hogy minden gravitációs rendszer fizikailag teljesen ekvivalens egy hozzárendelhető gyorsuló rendszerrel és fordítva. Talán közismert a gyorsuló lift példája, mely Einstein „gondolatkísérlete” volt. Időközben a fizikusok az ekvivalencia elvet kettéválasztották: a „gyenge” ekvivalencia elv csak a mechanikai, gravitációs jelenségekre vonatkozik, az „erős” ekvivalencia elv viszont minden fizikai jelenségre. Az utóbbi részletesebben azt jelenti, hogy mechanikai, gravitációs, elektromágneses, kémiai, biológiai, bármilyen… kísérlettel sem lehet különbséget tenni a gravitációs és a gyorsuló rendszerek között.

Meg kell jegyezni, hogy évtizedek óta drága kísérleteket folytatnak az általános relativitáselmélet ellenőrzése céljából, mivel ennek óriási tudományos és filozófiai jelentősége van. Gondoljunk a táguló világegyetem modellre. Költséges kísérletek folynak évtizedek óta a gravitációs hullámok kimutatására és egyre érzékenyebb rádióteleszkópokat építenek. Az űrkutatásban gondoljunk a földkörüli pályára telepített óriási optikai teleszkópra, de más érdekes kísérletek folynak ugyancsak ebben a témában mesterséges holdakon elhelyezett műszerekkel is.

Dinamikus gravitáció

A mai "hivatalos" álláspont szerint a gravitációs erő nem függ a testek sebességétől. Bodonyi László speciális kísérleti eszközével ki tudta mutatni a gravitáció sebességfüggését is. Bodonyi kísérleti eszköze egy több kilogramm súlyú, 1.5 méter "átmérőjű" fizikai inga volt (a részletekről a csatolt anyagokban olvashatunk). A sebességfüggő gravitációs hatásokat dinamikus gravitációnak nevezzük, szemben a hagyományos sztatikus gravitációval.

Bodonyi László kísérletei annyira megtetszettek, hogy magam is elkezdtem kísérletezni egy kis vidéki csendes garázsban. Sikerült Bodonyi kísérleteit maradéktalanul megismételni, korszerűbb eszközökkel, elektronikus méréstechnikával. Nem volt célom a G pontosabb meghatározása, pedig ez világszerte égető probléma mind a mai napig. A G ugyanis az összes fizikai állandó közül a legkevésbé pontos.

Bodonyi gravitációs ingája kezdetben nagy fejtörést okozott, a hagyományos számítások ugyanis nem igazolták az inga jelentős mértékű kitéréseit. Sokhetes tévutak és töprengések után rájöttem a probléma megoldására. Bodonyi ingája ugyanis nem az ismert „sztatikus” gravitációt méri. A fizikai ingával mérhető gravitáció ugyanis a sebességfüggő dinamikus gravitáció. Sikerült megmutatni, hogy a fizikai inga a gravitációs energiacsere mérésére alkalmas eszköz. A Cavendish inga, ezzel ellentétben, csak a gravitációs erőt képes mérni. A fizikai ingával történő gravitációs mérések a gravitációs jelenségek teljesen új, eddig ismeretlen, színesebb arcának megismerésére vezettek.

Kapcsolódó munkáim:

>> Newton gravitációs törvényének általánosítása összemérhető nagyságú tömegekre:

http://www.geocities.com/fhunman/gg.pdf

>> A gravitáció interferencia elmélete:

http://www.geocities.com/fhunman/gengrav.pdf

>> Gravitáció mérése fizikai ingával. A dolgozat 1997-ben jelent meg a GÉP című hazai folyóiratban. Szerzők: Sarkadi Dezső és Bodonyi László:

http://www.geocities.com/fhunman/gep.pdf

>> Összemérhető tömegű testek gravitációjának vizsgálata fizikai ingával

A cikk a "Galilean Electrodynamics" nevű amerikai tudományos folyóiratban jelent meg 2006-ban:
Gravity Between Commensurable Masses, GED, Vol. 17, Special Issues 1, p. 11.

Szerzők: Sarkadi Dezső és Bodonyi László. A dolgozat magyar nyelvű változata itt olvasható:

http://www.geocities.com/fhunman/gbcm.pdf

>> Az új gravitációs elmélet népszerűsítő szinten:

http://www.geocities.com/fhunman/newgrav.pdf

>> Az új gravitációs elmélet alkalmazása a Föld-Hold rendszerben:

http://www.geocities.com/fhunman/moon.pdf

>> Az elmélet és tapasztalat ellentmondásairól:

http://www.geocities.com/fhunman/gravdiscr.pdf

Sarkadi Dezső

okleveles fizikus