MEGFEJTÉS: A kétféle tömeg
(Rovat: Távoli világok kutatói, A hét képe - 2008.10.19 09:08.)

A tehetetlen tömeg és a gravitációs tömeg egyenértékűségével kapcsolatban Isaac Newton és Eötvös Loránd nevére voltunk kíváncsiak. Megtudhatjuk, hogy ki nyerte a Typotex ajándékkönyvét.

Leon Lederman Az isteni a-tom című könyvében foglakozik a tömeg fizikai bevezetésének problémájával. Rejtvénykérdésünk megfogalmazása előtt hosszasan idéztünk az ide vonatkozó, A kétféle tömeg rejtélye című fejezetből. Ebből kiderült, hogy a Föld körüli pályán keringő űrhajókban tapasztalható súlytalanság jelensége végső soron arra vezethető vissza, hogy a Newton első törvényében szereplő tehetetlen tömeg, valamint az általános tömegvonzás törvényében szereplő gravitációs tömeg egyenértékű.

Maga Newton ezt hallgatólagosan feltételezte. Ezután „mint tapasztalati tényt, a fizikusok Newton nyomán elfogadták a természet egyik adott tulajdonságának. Nem lehetett tagadni azonban, hogy e tény okáról fogalmuk sincs. [...] Emlékeztetek rá: a testek egymás közti vonzása és az erők gyorsító hatása alapvetően két különböző dolog, logikailag nem volna muszáj nekik ugyanazzal a tömeggel operálniuk. [...] Az M=m nagy piros kérdőjelként ágaskodott a klasszikus fizika látóhatárán. [...] Nyitva maradt a lehetőség, hogy a kétféle tömeg talán nem is hajszálpontosan egyenlő, hanem csak közelítőleg. Maga Newton – aki természetesen tudatában volt a problémának – végzett is méréseket arról, hogy az egyenlőség mekkora hibahatáron belül áll fenn, és a korabeli technikával ezt a határt kb. 1%-ig tudta lecsökkenteni. [...] Több mint két évszázad kellett hozzá, hogy valaki képes legyen lényegesen több tizedesjegyet kinullázni a tudománynak ebben az elhúzódó becsületbeli ügyében.”

Ez a valaki – mint azt rejtvényfejtőink legtöbbje ki is találta – Eötvös Loránd volt. „Eötvös 1888 és 1922 között foglalkozott a gravitációs és a tehetetlen tömeg kérdésével. Kifejlesztette minden idők legpontosabb mechanikai mérőeszközét, a róla elnevezett ingát, amely egy hosszú fémszál elcsavarodásán alapul, és érzékeny a forgatónyomaték nagyon kis változásaira is. Ingáit alumíniumból, rézből, fából és számos más anyagból készült nyomatékokkal terhelte meg, és mérte a rájuk ható gravitációs erőt. [...] A newtoni m/M=1,00 egyszázaléknyi bizonytalanságát ő egycsapásra egy-per-ötmilliárdos bizonytalanságra csökkentette.”

A kérdésben szereplő egyik „állami hivatalnok” tehát Eötvös Loránd (1848–1919) volt, aki pályafutása során rövid ideig (1894-ben, hét hónapig) vallás- és közoktatásügyi miniszter is volt. A másik személy, az a bizonyos pénzverde-igazgató pedig maga Isaac Newton (1642–1727). Életének egy kevésbé ismert szakaszában a londoni királyi pénzverde őre lett, majd három évvel később, 1699-ben elfoglalta a jól fizető igazgatói állást, amit haláláig megtartott.

Köszönjük hűséges és új rejtvényfejtőink üzeneteit is. A hibátlan választ, Newton és Eötvös nevét beküldők közül most kisorsolt szerencsés játékosunk, Babucs Illés a Typotex Kiadó jóvoltából Lederman Az isteni a-tom című kötetének egy példányát kapja jutalmul. Nyereményéhez gratulálunk! Következő kérdésünkkel egy hét szünet után jelentkezünk majd.