Vědci mají ve fyzice jednu nepříjemnou jistotu. Čím přesněji měří gravitační konstantu, tím méně si jsou jistí její skutečnou hodnotou. Teď se k tomu přidává další kapitola.

Fyzik Stephan Schlamminger z amerického National Institute of Standards and Technology strávil deset let snahou změřit takzvanou univerzální gravitační konstantu. Tato hodnota určuje, jak silně se přitahují dvě tělesa. Bez ní by nešlo spočítat pohyb planet ani strukturu galaxií. Přesto jde o jednu z nejméně přesně známých konstant v celé fyzice.

Když 11. července 2024 vystoupil na Conference on Precision Electromagnetic Measurements v americkém městě Aurora, čekal ho zásadní moment. Otevření obálky s tajným číslem, které rozhodne o výsledku jeho experimentu. Šlo o krok, který měl zabránit jakémukoliv podvědomému zkreslení dat.

Výsledek ale nepřinesl uklidnění. Naopak.

Výsledek, který nesedí

Schlammingerův tým publikoval výsledky 16. dubna 2026 v časopise Metrologia. Naměřená hodnota gravitační konstanty vyšla na 6.67387 × 10⁻¹¹ m³/kg/s². To je o 0,0235 procenta méně než hodnota získaná v roce 2007 v Mezinárodním úřadu pro míry a váhy v Sèvres ve Francii.

Na první pohled jde o zanedbatelný rozdíl. Jenže ve fyzice, kde se běžně pracuje s přesností na šest a více desetinných míst, už taková odchylka znamená problém. A hlavně nejde o jediný případ. Podobné nesoulady se objevují opakovaně.

Zdroj: Shutterstock

Otázka je jednoduchá a odpověď zatím neexistuje. Jsou za tím chyby měření, nebo něco hlubšího v samotném chápání gravitace?

Gravitace je přitom ze všech čtyř základních sil nejslabší. Elektromagnetická síla ji překonává o několik řádů. I malý magnet dokáže zvednout kancelářskou sponku silou, která je větší než gravitační přitažlivost celé Země působící na ten samý předmět. Právě tato slabost komplikuje laboratorní experimenty.

Experiment s kořeny v 18. století

Schlammingerův tým se rozhodl zopakovat experiment z roku 2007 pomocí torzních vah. Jde o metodu, kterou použil už v roce 1798 britský fyzik Henry Cavendish. Princip je jednoduchý, provedení extrémně náročné.

Na tenkém vlákně visí systém malých závaží. V blízkosti se pohybují větší hmoty, které je svou gravitací nepatrně přitahují. Toto mikroskopické pootočení se měří a z něj se vypočítá hodnota konstanty.

Moderní verze experimentu je ale výrazně sofistikovanější. V laboratoři NIST pracovali s osmi kovovými válci. Čtyři větší byly umístěné na rotující konstrukci, čtyři menší visely uvnitř na tenké pásce ze slitiny mědi a beryllia. Ta měla tloušťku srovnatelnou s lidským vlasem.

Kromě mechanického měření použili vědci i druhou metodu. Pomocí elektrického napětí vytvářeli sílu, která působila proti gravitaci. Jakmile se obě síly vyrovnaly a systém se přestal otáčet, bylo možné z rovnováhy určit hodnotu konstanty.

Tým zašel ještě dál. Experiment zopakoval s různými materiály, konkrétně s mědí a safírem. Výsledek se však nezměnil. A právě to je možná nejdůležitější zjištění. Ani při maximální kontrole podmínek a použití různých metod se nepodařilo dosáhnout shody s předchozími měřeními.

Gravitační konstanta tak zůstává podivným paradoxem moderní fyziky. Na jedné straně jde o základní číslo, které popisuje celý vesmír. Na druhé straně ho nedokážeme změřit s jistotou, jakou máme u jiných fyzikálních konstant.

Schlamminger to shrnul poměrně přímo. Každé měření má smysl, protože pravda je důležitá. A i když se výsledky neshodují, právě tyto rozdíly mohou jednou ukázat, že jsme něco zásadního přehlédli. Po deseti letech práce se rozhodl tuto oblast opustit. Další odpovědi teď čekají na novou generaci fyziků.