【万有引力常数】万有引力常数,又称引力常数或牛顿引力常数,是物理学中一个非常重要的基本常数。它在描述宇宙中天体之间的引力作用时起着关键作用。该常数由艾萨克·牛顿在其《自然哲学的数学原理》中提出,并用于计算两个物体之间的引力大小。
一、什么是万有引力常数?
万有引力常数(符号为 G)是一个物理常数,用于衡量两个质量之间引力的强度。根据牛顿的万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。公式如下:
$$
F = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2}
$$
其中:
- $ F $ 是两个物体之间的引力;
- $ m_1 $ 和 $ m_2 $ 是两个物体的质量;
- $ r $ 是两个物体之间的距离;
- $ G $ 是万有引力常数。
二、万有引力常数的数值
目前,国际上公认的万有引力常数的值为:
| 名称 | 数值 | 单位 |
| 万有引力常数 | 6.67430 × 10⁻¹¹ | N·m²/kg² |
这个数值是通过实验测量得到的,但由于其极小的数值和难以精确测量的特性,科学家们一直在尝试更准确地测定它的值。
三、万有引力常数的意义
1. 理解宇宙结构
万有引力常数是研究行星运动、恒星演化、星系形成等宇宙现象的基础。
2. 验证广义相对论
爱因斯坦的广义相对论对引力的描述也依赖于这一常数,尤其是在强引力场下的预测。
3. 工程应用
在航天器轨道设计、卫星定位等领域,也需要精确知道这个常数。
四、测量方法
尽管万有引力常数的数值很小,但科学家们使用了多种方法来测量它,包括:
- 扭秤实验(如卡文迪许实验)
- 自由落体实验
- 原子干涉仪
- 高精度实验室测量
这些实验不断推动着我们对引力本质的理解。
五、总结
万有引力常数虽然数值微小,但在物理学中具有极其重要的地位。它是连接质量和距离与引力关系的核心参数,也是探索宇宙奥秘的重要工具。
| 项目 | 内容 |
| 名称 | 万有引力常数 |
| 符号 | G |
| 数值 | 6.67430 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² |
| 公式 | $ F = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2} $ |
| 意义 | 描述引力大小,研究宇宙结构,验证理论 |
| 测量方法 | 扭秤实验、自由落体、原子干涉仪等 |
通过不断的研究和实验,人类对万有引力常数的认识也在逐步加深,未来或许能发现更多关于引力的本质信息。


