V létě 2013 jsme na OSLU psali podivnostech kolem měření gravitační konstanty. Gravitační konstanta, psáno velkým G, pochází z Newtonova gravitačního zákona a funguje jako empirická konstanta při výpočtech gravitační síly mezi dvěma tělesy. Vědce rozohnilo, že tým Terryho Quinna z Mezinárodního úřadu pro míry a váhy v Paříži naměřil o něco vyšší hodnotu velkého G, než kolik naměřil naprosto stejným postupem v roce 2001. Rýsovala se fascinující možnost, že hodnota G, jedna z klíčových fyzikálních konstant, narůstá v čase. Mezi fyziky vypukla panika a všichni se zatajeným dechem sledovali, co se bude dít dál. Události teď ale nabraly dost překvapivý obrat.

Změření gravitační konstanty není zrovna procházkou růžovým sadem. Oficiální hodnota G činí 6,754 krát 10 na mínus 11, v metrech na 3, kilogramech na mínus 1 a sekundách na mínus 2. Za posledních 40 let byla změřena zhruba tucetkrát (třináctkrát) a výsledky se vždycky poněkud liší. Vzhledem ke značným nesnázím, které měření této konstanty doprovázejí, to jen málokomu přišlo divné. John D. Anderson z Caltechu a jehho kolegové teď tvrdí, že se naměřené hodnoty gravitační konstanty nejen liší, ale že dokonce pravidelně kolísají v čase. Podle všeho opisují sinusoidu s periodou 5,9 let. Vědci jedním dechem dodávají, že se podle nich nemění hodnota gravitační konstanty, to už by byl vážně masakr, ale že něco s touto periodou ovlivňuje měření. Což je také dost zajímavé.

O co by mohlo jít? Andersona a spol. velmi zaujala 5,9 letá perioda rotační rychlosti Země, kterou v roce 2013 prozradila přesná měření délky pozemského dne (LOD, Length of day). Vědci samozřejmě netuší, čím je způsobena souvislost délky dne s výsledky měření gravitační konstanty. Opatrně navrhují, že by to mohlo mít něco společného s prouděním hmoty v zemském jádru. Změny proudění by prý mohly ovlivňovat rotaci Země a tím i délku dne, a zároveň měnit rozložení hustoty hmoty uvnitř Země, což by mohlo ovlivňovat gravitační konstantu. Podle nich je to nejméně nepravděpodobné vysvětlení.
Někoho obeznámeného se základními cykly v astronomii by také mohlo napadnout, že 5,9 let je vlastně polovina z 11 let. A právě 11 let obvykle trvá jeden sluneční cyklus, tedy cyklus sluneční aktivity, který souvisí s výskytem slunečních skvrn a také s přepólováním magnetického pole Slunce. Bližší porovnání cyklu výsledků měření gravitační konstanty se slunečním cyklem ale ukázalo, že nejspíš nemají nic moc společného.
Anderson a spol. připouštějí, že by za periodickými změnami výsledků měření gravitační konstanty mohla být nějaká úžasná nová fyzika. Prý je to ale nepravděpodobné. Nicméně, ani periodické změny délky dne zřejmě neposkytují vyčerpávající odpověď. Jsou totiž příliš malé na to, aby mohly vysvětlit pozorované změny výsledků měření G v celé šíři. Spíš je to tak, že jak změny délky dne, tak i změny hodnot měření velkého G souvisejí s nějakým dalším jevem. Snad jde o proudění hmoty v zemském jádru anebo třeba jiný geofyzikální proces.

Třináct měření gravitační konstanty není právě moc a bude nutné na tom ještě zapracovat. Badatelé také chtějí hledat ještě další periodické jevy, s nimiž by mohly souviset změny naměřených hodnot gravitační konstanty G. Hodlají prozkoumat jejich k vztah ke slavným anomáliím s neočekávaným nárůstem energie a zrychlení, které pozorujeme při průletu sond v gravitačním poli Země (flyby anomaly). I tyto anomálie prý vykazují jistou periodicitu. Možná by v tom mohla mít prsty i temná hmota kolem Země. Jak se zdá, na poli výzkumu gravitační konstanty se ještě budou dít věci.

Literatura
Phys.org 21. 4. 2015, Europhysics Letters 110: 10002, Wikipedia (Gravitational constant, Day length, Solar cycle, Flyby anomaly).