万有引力常数G:NIST在同一台扭秤上重复BIPM测量,得到(6.67387 ± 0.00038) × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²——比法国结果低2.5 × 10⁻⁴
美国NIST于2026年4月16日公布了一项历时十年的万有引力常数G测量结果,论文发表在《Metrologia》期刊上。研究团队在NIST盖瑟斯堡园区使用同一台扭秤重复了国际计量局(BIPM)在塞夫勒的实验,但未能复现BIPM的结果。
- NIST的结果为G = (6.67387 ± 0.00038) × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²,相对标准不确定度为5.7 × 10⁻⁵。论文称该结果比BIPM的测定值相对低2.5 × 10⁻⁴;NIST公告给出的差值为0.0235%。此前各项精密G测量之间相差约万分之一,无法用常规实验误差解释。
- 这台扭秤约三十年前由BIPM设计建造(BIPM测量于2007年完成),有八个圆柱形质量块:四个位于旋转转盘上,四个较小的位于由铜铍带悬挂的圆盘上。G用两种方法测定:一是根据引力矩作用下的扭转角,二是根据电极电压——其产生的静电力矩恰好与引力矩相平衡。
- NIST团队增加了第三种变化:先用铜质量块、再用蓝宝石质量块进行测量,以检验材料的影响,结果几乎相同。为避免无意中使结果向BIPM值靠拢,测量采用盲法:另一位团队成员从部分砝码的实测质量中减去一个只有其本人知道的数;2022年因发现一个与气压有关的被忽略因素而推迟揭盲。
- 这个数字于2024年7月11日在精密电磁测量会议上揭晓,又经过两年分析后发表了结果。NIST表示,该测量并未解决G值分歧之谜,但增加了一个独立结果;论文指出,这次重复实验有助于评估当前万有引力常数测量技术的可复现性极限。
来源: NIST — NIST Weighs In on the Mystery of the Gravitational Constant (16.04.2026)