Experiment pro rekordní měření. Kredit: An et al. (2026), Nature Communications.

Relativita má ráda pořádně macaté objekty. Gravitaci obvykle pozorujeme v měřítku hvězd, planet a podobných věcí. Ve skutečnosti se ale gravitací navzájem přitahují všechny hmotné objekty, bez ohledu na to, jak jsou velké či malé. Komplikace je v tom, že s klesající hmotností se gravitační síla rychle zmenšuje a její měření je stále obtížnější.

Týmu fyziků vedenému Shan-Qing Yangem z čínské Sun Yat-sen University se nedávno podařilo změřit gravitační přitažlivost mezi dvěma křemíkovými destičkami o hmotnosti pouhých 7,6 miligramu. Jde o novou rekordně nízkou hodnotu měření vzájemné gravitační přitažlivosti.

Cavendishův Experiment. Kredit: Chris Burks, Wikimedia Commons.

Yang a spol. použili upravenou verzi Cavendishova experimentu, který v 18. století proslavil anglický vědec Henry Cavendish. Jeho princip spočívá v měření nepatrného pootočení torzních vah. Dvě malá olověná závaží jsou připevněna na koncích vodorovné tyče zavěšené na tenkém vlákně. V jejich blízkosti se nacházejí větší olověné koule, jejichž gravitační přitažlivost způsobuje nepatrné pootočení tyče a zkroucení závěsného vlákna. Z velikosti tohoto pootočení lze vypočítat gravitační sílu mezi tělesy.

V roce 2021 se jinému týmu fyziků podařilo tímto způsobem změřit gravitační přitažlivost mezi dvěma zlatými kuličkami o hmotnosti přibližně 92 miligramů. Yangův tým posunul tento rekord ještě níž. Badatelé vyrobili pomocí leptání křemíku velice malé torzní váhy. Na jednom konci zavěšené tyče umístili křemíkovou destičku o hmotnosti 7,6 miligramu, na druhém konci protizávaží.

Sun Yat-sen University. (Kredit: SYU)

Místo jediného přitahujícího tělesa ale vědci vytvořili rotující kotouč, po jehož obvodu rozmístili 16 stejných křemíkových destiček. Při otáčení kotouče jednotlivé destičky postupně procházely kolem měřeného objektu a vyvolávaly opakující se vzájemné gravitační působení. Celou otáčku kotouč dokončil jednou za deset minut. Výsledkem byl pravidelně se opakující signál, díky němuž vědci lépe odlišit gravitační působení od okolního šumu.

Celé zařízení bylo umístěno ve vakuové komoře. Nežádoucí elektrostatické vlivy omezovala tenká křemíková membrána pokrytá zlatem, která oddělovala rotující kotouč od torzních vah. Vědci navíc pomocí elektronické zpětné vazby udržovali váhy téměř nehybné. Měřili tak sílu, kterou musel systém vyvíjet, aby vyrovnal gravitační přitažlivost mezi oběma tělesy.

Naměřená gravitační síla dosáhla při nejmenší vzdálenosti 0,654 milimetru hodnoty 471 attonewtonů (atto je 10⁻¹⁸). Pro představu, jde o sílu přibližně dvacet miliardkrát menší, než jakou působí gravitace Země na miligramové zrnko písku. Měření probíhala při vzdálenostech od 0,654 do 1,554 milimetru a jejich výsledky odpovídaly předpovědím Newtonova gravitačního zákona. Vědci z nich dokázali vypočítat také gravitační konstantu G, která odpovídala mezinárodně přijímané hodnotě.

Yang s kolegy předpokládají, že další rozvoj experimentálních metod, by mohl v dohledné budoucnosti umožnit pozorování gravitačních interakcí mezi objekty v kvantových stavech. Takový výsledek by mohl pomoci konečně zjistit, zda gravitace skutečně má kvantové vlastnosti.

Video: Watch gravity pull two metal balls together

Literatura

Yahoo News 12. 11. 2026.

Science Alert 12. 11. 2026.

Nature Communications 17: 11425.