「万有引力定数」の版間の差分

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== 精度の低さ ==
万有引力は非常に弱い力であるとともに、周囲の物質による影響が除去しにくいために測定が非常に難しい。上に示したCODATA 2010の値にも、1.2 × 10<sup>{{e|-4</sup>}} の[[標準不確かさ]] がある。この[[不確かさ]]は、様々な重要な[[物理定数]]の中では最も大きい<ref>例えば、[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf[#preprints|プレプリント]] p82, "CODATATABLE RecommendedXLVIII ValuesComparison of the Fundamental2010 Physicaland Constants:2006 CODATA
2010" TABLE XLVIII Comparison of the 2010 and 2006 CODATA
adjustments of the values of the constants by the comparison
of the corresponding recommended values of a representative
group of constants</ref><ref>[[#preprints|プレプリント]] pp.73-78</ref><ref>[[#preprints|プレプリント]] p.59, FIG. 6 Values of the Newtonian constant of gravitation G in Table XXIV and the 2006 and 2010 CODATA recommended values in chronological order from top to bottom p.59</ref>。このような測定精度の低さのため[[CODATA]]推奨値も時代と共に以下のように変遷している<ref name="CODATA Older values">{{cite web[[#older| url=http://physics.nist.gov/cuu/Constants/background.html | title="Older values of the constants | work=CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants | publisher=Physics Laboratory, NIST | accessdate=2010-05-20}}"]]</ref>。CODATA2010推奨値も、CODATA2006推奨値と比べて6.6×10<sup>6{{e|-5</sup>}} も小さく<ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf[#preprints|プレプリント]] p.4, B. Brief overview of CODATA 2010 adjustment, 4. Newtonian constant of gravitation G</ref>、基礎[[物理定数]]としては変化が著しい。
group of constants p.82 </ref><ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf] "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:
: ''G'' = 6.6720(41) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA1973)<ref>E.R.[[#1973|Cohen, B.N.and Taylor, ''J.Phys.Chem.Ref.Data'', '''2''',663(1973).]]</ref>
2010" pp.73-78 </ref><ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf] "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:
2010" FIG. 6 Values of the Newtonian constant of gravitation G in
Table XXIV and the 2006 and 2010 CODATA recommended
values in chronological order from top to bottom p.59</ref>。このような測定精度の低さのため[[CODATA]]推奨値も時代と共に以下のように変遷している<ref name="CODATA Older values">{{cite web| url=http://physics.nist.gov/cuu/Constants/background.html | title=Older values of the constants | work=CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants | publisher=Physics Laboratory, NIST | accessdate=2010-05-20}}</ref>。CODATA2010推奨値も、CODATA2006推奨値と比べて6.6×10<sup>-5</sup>も小さく<ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf] B. Brief overview of CODATA 2010 adjustment, 4. Newtonian constant of gravitation G
, CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:2010∗, March 15, 2012, p.4</ref>、基礎[[物理定数]]としては変化が著しい。
: ''G'' = 6.6720(41) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA1973)<ref>E.R.Cohen, B.N.Taylor, ''J.Phys.Chem.Ref.Data'', '''2''',663(1973).</ref>
: ''G'' = 6.67259(85) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA1986)
: ''G'' = 6.673(10) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA1998)
: ''G'' = 6.6742(10) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA2002)
: ''G'' = 6.67428(67) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA2006)
: ''G'' = 6.67384(80) × 10<sup>-11</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> (CODATA2010)[http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?bg|search_for=g]<ref>1982年から2010までの主な測定結果については、[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf[#preprints|プレプリント]] p.48, TABLE XVII Summary of the results of measurements of the Newtonian constant of gravitation relevant to the 2010 adjustment. p.48が参考になる。</ref>
 
万有引力定数の精度が4桁程度しかないことは、[[連星パルサー]]の質量の測定精度などにも影響する。また、ミリメートル以下の範囲でニュートンの万有引力が精度良く確かめられていないことから、小さなスケールでは重力理論の変更を考慮する余地が残されていて、近年、小さなスケールで[[余剰次元]]を持つ5次元膜宇宙モデル([[ブレーンワールド]]モデル)が盛んに研究されている。
 
=== その他の値 ===
[[国際測地学協会]]では1999年に万有引力定数の値として ''G'' = 6.67259(30) × 10<sup>{{e|-11</sup>}} m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> を用いることを定めている<ref>[[#rika|『理科年表2009』]]</ref>。[[アメリカ航空宇宙局|NASA]]でもこの値を採用している<ref name="NASA">[[#nasa|"Astrodynamic Constants"]]</ref>。
 
2007年には原子干渉計を用いた測定による万有引力定数として、''G'' = 6.693(21) × 10<sup>{{e|-11</sup>}} m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>kg<sup>-1</sup> という、それまでの測定結果とは著しく異なった値が[[サイエンス]]に報告された<ref name="Fixler">[[#fixler|Fixler, Foster, McGuirk, and Kasevich]]</ref>。
 
== 万有引力定数と質量の積 ==
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である<ref name="IAU2009">[[#asa|"Selected Astronomical Constants"]] ただし値は時刻系の違いに依存し、示された値は[[時刻系#惑星運動の計算に用いられる時刻系|太陽系座標時]] ('''TCB'''、[[:en:Barycentric Coordinate Time|Barycentric Coordinate Time]]) を用いて表されたものである。</ref>。
 
従って、地球質量の精度は万有引力定数の測定精度に依存し、CODATA 2006による地球質量は ''M''<sub>⊕</sub> = 5.9722(6) ×10<sup>{{e|24</sup>}} kg と計算され<ref name="IAU2009" />、国際測地学協会の協定値では ''M''<sub>⊕</sub> = 5.9737(3) ×10<sup>{{e|24</sup>}} kg と計算される。NASAでは ''M''<sub>⊕</sub> = 5.9736 ×10<sup>{{e|24</sup>}} kg としている<ref name="NASA Earth">[[#earth|"Earth Fact Sheet"]]</ref>。
 
== 一般相対性理論とアインシュタインの重力定数 ==
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== 参考文献 ==
* {{CitationCite journal
|author=P. J. Mohr, B. N. Taylor, and D. B. Newell
2010" pp.73-78 </ref><ref>[http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf] "|title=CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants:2010
|year=2012
|url=http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Preprints/lsa2010.pdf
|format=pdf
|ref=preprints
}}
* {{Cite journal
|author=E. R. Cohen and B. N. Taylor
|journal=J.Phys.Chem.Ref.Data
|volume=2
|page=663
|year=1973
|ref=1973
}}
* {{Cite journal
|author1=J. B. Fixler
|author2=G. T. Foster
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|title=Atom Interferometer Measurement of the Newtonian Constant of Gravity
|journal=Science
|url=http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/315/5808/74
|date=2007-01-05
|volume=315
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|accessdate=2013-12-28
|ref=bgspu
}}
* {{Cite web
|url=http://physics.nist.gov/cuu/Constants/background.html
|title=Older values of the constants
|work=CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants
|publisher=Physics Laboratory, NIST
|accessdate=2010-05-20
|ref=older
}}
* {{Cite web