Físicos tentaram medir a constante gravitacional por dez anos — e novamente não chegaram a um valor único da “grande G”.

Novo resultado da medição da constante gravitacional pelo NIST

*Físicos do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) nos EUA concluíram um experimento decenal para medir a constante gravitacional G. O valor obtido difere tanto do resultado francês anterior quanto do valor de referência internacional, mas também revelou um fenômeno não contabilizado anteriormente que pode explicar as discrepâncias entre diferentes medições.*

O que é “a grande G”?

A constante gravitacional G descreve a força de atração entre duas massas. É uma das constantes fundamentais da física, mas seu valor exato permanece objeto de debate há mais de 200 anos. A gravitação é a interação fundamental mais fraca, portanto medir sua precisão em laboratório é extremamente difícil.

Até hoje existem 16 valores experimentais de G obtidos por diferentes grupos científicos. Como observou o físico do NIST Stephan Schlamminger na publicação *Refractor*, “os dados estão fortemente dispersos e a incerteza é de cerca de 10⁻⁶ partes”.

Por que foi escolhido o experimento francês?

Em vez de realizar uma nova medição, a equipe de Schlamminger decidiu reproduzir o experimento de 2014 conduzido pelo Bureau Internacional da Medida (BIPM) na França. Esse experimento produziu um dos valores mais discrepantes de G, então sua repetição poderia revelar erros sistemáticos ocultos.

* O equipamento foi transferido através do Atlântico para a laboratório NIST em Gaithersburg, Maryland.
* O trabalho começou em 2016 e durou dez anos.

Resultado

O valor obtido:

\[ G = (6.67387 \pm 0.00038) \times 10^{-11}\; \text{m}^3\,\text{kg}^{-1}\,\text{s}^{-2} \]

Este número está 0,0235 % abaixo do resultado francês original. Em relação a outras constantes fundamentais medidas com precisão de dezenas de casas decimais, essa discrepância permanece significativa.

Fonte revelada do erro

A descoberta principal é o efeito do ar residual. Ao operar o equipamento, a câmara é evacuada para criar vácuo, mas não é possível eliminar completamente o ar. “Sempre há uma pequena quantidade de ar – isso é chamado de pressão residual”, explica Schlamminger. Esse ambiente gasoso residual exerce uma força fraca sobre o sistema que os experimentos anteriores não consideraram.

Esse fator pode ser a chave para entender as causas da inconsistência dos resultados de G em todo o mundo.

O que vem depois?

Schlamminger ainda não está pronto para aplicar essa descoberta a todos os outros experimentos. “Precisamos analisar cada experimento separadamente e entender exatamente o que foi feito”, diz ele. O novo valor é ligeiramente inferior ao recomendado pelo CODATA (2018), mas a causa exata da discrepância ainda não pode ser determinada.

“Por enquanto, acreditamos que isso possa estar relacionado a uma série de efeitos, mas ainda não sabemos quais deles influenciam os resultados”, concluiu o cientista.