¿Cuál es el elemento más pequeño para el cual se ha registrado u observado la gravedad?

¿Cuál es el elemento más pequeño para el cual se ha registrado u observado la gravedad? Con esto me refiero al objeto más pequeño cuyo efecto gravitacional sobre otro objeto ha sido detectado. (Muchas gracias a Daniel Griscom por esa excelente palabrería).

En otras palabras, tenemos mucha evidencia de que el planeta Tierra exhibe fuerza gravitacional debido a su masa. También tenemos teorías que afirman que toda masa, independientemente de su tamaño, da como resultado una fuerza gravitacional.

¿Cuál es la masa más pequeña para la que se ha registrado u observado su gravedad?

(Por cierto, esperaba que esta pregunta de Physics SE tuviera la respuesta, pero terminó siendo sobre la gravedad en el centro del planeta Tierra).

¿El cometa en el que la ESA acaba de posar una sonda?
Estoy pensando en mucho, mucho más pequeño que un cometa.
Probablemente algunos de los experimentos modernos de Cavendish ...
Tal vez encuentre esta pregunta perspicaz. Hay un experimento que midió la fuerza gravitacional entre discos de un milímetro de espesor.
¿Quiere decir "el objeto más pequeño que se ve influenciado por la gravedad" o "el objeto más pequeño cuyo efecto gravitatorio sobre otro objeto ha sido detectado"?
@DanielGriscom Gran pregunta. Me refiero a este último: "el objeto más pequeño cuyo efecto gravitacional sobre otro objeto ha sido detectado". Actualizaré la pregunta en consecuencia. ¡Gracias!
"En otras palabras, tenemos muchas pruebas de que el planeta Tierra exhibe fuerza gravitacional debido a su masa". La fuerza se debe al producto de dos masas y ambos objetos la sienten por igual pero en dirección opuesta. Por lo tanto, la influencia gravitatoria de las moléculas de gas en la atmósfera de la Tierra sobre la Tierra se demuestra al no volar al espacio.
@RobJeffries Si puede cuantificar el efecto gravitatorio de una molécula individual en la atmósfera de la Tierra, entonces parece una buena respuesta. Como suma de moléculas, no serían las más pequeñas por ninguna medida (masa, volumen, etc.).
@RockPaperLizard La pregunta es si se ha detectado un efecto, no cuantificado. Supongo que realmente no entiendo lo que pide la pregunta. Todo se ve afectado por la gravedad, incluidos los fotones.
@RobJeffries: creo que la pregunta es una medición experimental directa del efecto gravitatorio de un objeto pequeño en (por ejemplo) la Tierra o cualquier otro objeto. A diferencia de la medición experimental del efecto gravitatorio de la Tierra sobre el objeto, junto con la deducción de que también se aplica la fuerza inversa. Dicho esto, dudo que tengamos algún dispositivo para medir la fuerza, en cuyos principios de operación confiemos tanto como confiamos en la Tercera Ley de Newton / conservación del momento. Así que no creo que esta sea una distinción "real" al final, pero aún así.
@SteveJessop OK, entonces supongo que es el experimento de Cavendish. Ciertamente no los neutrones (que son más masivos que los fotones).
No puedo responder porque acabo de unirme a la física, pero la lente gravitacional afecta a los fotones, que tienen masa cero .
Sin embargo, eso no responde a la pregunta. El OP está buscando el "objeto más pequeño cuyo efecto gravitatorio sobre otro objeto haya sido detectado".

Respuestas (3)

Se ha demostrado el efecto de la gravedad sobre los neutrones .

Neutrones que rebotan

Para obtener neutrones con estados de energía gravitacional cuantificados, el equipo utilizó una técnica descrita por primera vez en 2011, en la que un reactor nuclear produce neutrones que viajan a 2200 metros por segundo. Luego, estos se reducen a menos de 7 metros por segundo y se enfrían a solo una fracción de grado por encima del cero absoluto, antes de canalizarse entre dos placas horizontales.

Los neutrones rebotan en la placa inferior, que es un espejo muy pulido, mientras que la placa superior es un absorbente que elimina los que tienen las energías más altas, para dejar solo los neutrones en su estado cuántico más bajo. Los neutrones son ideales para estos experimentos de rebote cuántico porque solo tienen una polarización electrostática débil y no tienen carga eléctrica neta, dice el coautor del estudio Peter Geltenbort, físico del Instituto Laue-Langevin en Grenoble, Francia, que produjo los neutrones para los experimentos. . “Realmente solo sienten la gravedad”, dice.

Ofrezco el neutrón como la partícula más pequeña para mostrar la gravedad newtoniana.

El equipo descubrió que los niveles de energía de los neutrones son exactamente como si solo actuara sobre ellos la gravedad, medidos en una escala 100.000 veces más pequeña que nunca antes. Esto pone límites a las fuerzas 'exóticas' adicionales que algunos han predicho que podrían verse en estas pequeñas escalas.

En este experimento los dos objetos son "un neutrón" y la "tierra", obedeciendo la tercera ley del movimiento de Newton:

Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primer cuerpo.

Se ha demostrado que los fotones se ven afectados por la gravedad; ¿Son más pequeños que los neutrones? (¿Un solo fotón tiene tamaño?)
Experimento muy bueno, pero la pregunta se hizo sobre el objeto más pequeño cuya fuerza sobre otro objeto se registró. Supongo que puedes invocar la tercera Ley de Newton para concluir que si la Tierra atrajo a los neutrones, entonces los neutrones jalaron a la Tierra.
@Floris sí, la tierra es el otro objeto y la ley de Newton.
@DanielGriscom No, un solo fotón no tiene tamaño, en nuestro modelo estándar actual es una partícula elemental. Uno podría llamarlo un "objeto" con dificultad
@DanielGriscom bueno, la respuesta está dentro de la gravedad newtoniana y la tercera ley. Es relatividad general con fotones physics.stackexchange.com/q/6197
Espera, si los fotones son desviados por la gravedad, y los fotones tienen masa (sin reposo), ¿eso significa que también atraen gravitatoriamente a otros objetos? El efecto de lente gravitacional se ha observado alrededor de los agujeros negros, por lo que, según la tercera ley de Newton, los fotones también atraen esos agujeros negros (muy débilmente y casi isotrópicamente, pero aun así deberían generar una fuerza neta teórica hacia la fuente de luz más fuerte cerca del agujero negro) .
Las partículas elementales de @annav todavía tienen masa, ¿no? Y la masa implica un radio de Swarzschild. Entonces, ¿en qué medida los neutrones cuentan como objetos pero los fotones no?
@JanDvorak El fotón tiene masa 0, solo tiene energía y, según la física newtoniana, no debería haber interacción gravitatoria. Es la relatividad general la que genera interacciones para los fotones a través de su energía. Los electrones también son partículas elementales pero tienen masa. Comprobé en Internet si la gravedad afectaba a los haces de electrones y positrones. Existe el efecto de las mareas, pero creo que son solo las deformaciones que ocurren en las bases de los imanes lo que afecta los haces de electrones y positrones.
El neutrón es una partícula compuesta por lo que definitivamente es un objeto.
Aquí está el estado del arte de los electrones. indico.cern.ch/event/361413/session/1/contribution/4/… .
@JanDvorak Ayuda a no mezclar la gravedad newtoniana con la einsteiniana. Cuando discuta la gravedad con los fotones, olvide las leyes de Newton: ya no son una buena aproximación. Aún así, sí, los fotones contribuyen a la curvatura del espacio y, como tales, crean atracción gravitacional. Creo que esto se ha explorado (¿teóricamente?) Con algo así como "láser gravitacional": debido a la relatividad, los láseres en el vacío deberían colimarse automáticamente debido a su propia gravedad. No estoy seguro de si hubo algún experimento práctico, pero si hubiera uno que refuta esto, sería una gran evidencia contra GR, así que...
@Floris: Uno puede usar las Leyes de Newton para predecir que cada uno de estos neutrones ejerció una fuerza gravitatoria sobre la Tierra, pero la pregunta pide una observación .
@Beta Si lees el enlace, verás que se observó la interacción gravitatoria actuando sobre los neutrones, lo que responde directamente al título. Cuando se alcanzan las dimensiones "más pequeñas", se necesitan formulaciones mecánicas cuánticas, y creo que el enlace hace un buen resumen del experimento.

La medida gravitacional clásica es el Experimento de Cavendish , y las masas involucradas fueron un par de pesas de plomo de 0,73 kg. Eso forma una referencia accesible. Sin embargo, otras versiones del experimento pueden haber usado pesos más pequeños.

Creo que esto es lo que la pregunta realmente quería, ya que los dos cuerpos involucrados eran "pequeños", lo que demuestra que la gravedad no es una propiedad confinada a los objetos "masivos".
La especulación en su última oración estaba bien fundada. Encontré una referencia que supera a la tuya en muchos órdenes de magnitud...
arxiv.org/pdf/1602.07539.pdf una propuesta de 2016 para fuentes de miligramos de gravedad

Encontré un artículo de 1988 de Mitrofanov et al que describe un experimento de estilo Cavendish donde la masa "grande" era de 706 mg, donde Cavendish usó bolas de más de 150 kg. La masa "pequeña" (la del péndulo de torsión) era de solo 59 mg.

Este experimento se realizó para examinar posibles desviaciones de la ley de Newton a distancias extremadamente cortas y estableció un límite inferior en el tamaño de tales desviaciones a una distancia inferior a 1 mm. El reportaje es bastante interesante.

Puede que este no sea el valor más bajo, por lo que animo a otros a buscar publicaciones creíbles que muestren el efecto de las masas más pequeñas (tenga en cuenta que la respuesta de Anna establece un listón bastante alto para "masa más baja que estuvo sujeta a la gravedad", pero este es un intento de encontrar la "masa más baja que se ve que atrae gravitacionalmente a otra masa")

¿Cuál es el elemento más pequeño para el cual se ha registrado u observado la gravedad?
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