¿Es 4πG4πG4 \pi G la verdadera constante gravitatoria más fundamental? [cerrado]

La ley de gravitación de Newton es:

F = GRAMO metro 1 metro 2 1 r 2

Se ve simple y natural.

Pero eso es sólo en 3 dimensiones. Veamos lo que sucede en norte dimensiones:

norte = 2 : F = 2 GRAMO metro 1 metro 2 1 r
norte = 4 : F = 2 π GRAMO metro 1 metro 2 1 r 3
norte = 5 : F = 3 2 π 2 GRAMO metro 1 metro 2 1 r 4
norte = 6 : F = 4 π 2 GRAMO metro 1 metro 2 1 r 5

¡Oh, no! ¡La ley de fuerza de Newton se llena de constantes poco intuitivas! Pero al definir GRAMO = 4 π GRAMO La ley de gravitación de Newton se puede reformular como tal:

F = GRAMO metro 1 metro 2 1 4 π r 2

Inmediatamente reconocemos que 4 π r 2 es simplemente el área de superficie de una esfera de radio r .

Pero eso es sólo en 3 dimensiones. Veamos lo que sucede en norte dimensiones:

norte = 2 : F = GRAMO metro 1 metro 2 1 2 π r
norte = 4 : F = GRAMO metro 1 metro 2 1 2 π 2 r 3
norte = 5 : F = GRAMO metro 1 metro 2 1 8 3 π 2 r 4
norte = 6 : F = GRAMO metro 1 metro 2 1 π 3 r 5

2 π r es el área de superficie de una esfera bidimensional de radio r .

2 π 2 r 3 es el área de superficie de una esfera de 4 dimensiones de radio r .

8 3 π 2 r 4 es el área de superficie de una esfera de 5 dimensiones de radio r .

π 3 r 5 es el área de superficie de una esfera de 6 dimensiones de radio r .

La ley de gravitación de Newton en norte dimensiones es:

F = GRAMO metro 1 metro 2 1 S norte

Dónde S norte es simplemente el área de la superficie de un norte esfera dimensional de radio r . A partir de esto, parece que GRAMO sería una mejor definición para la constante gravitacional.

Podría agregar a la pregunta que en cosmología tenemos tantas ecuaciones con 4 π GRAMO o 8 π GRAMO en ellos que a menudo tomamos uno u otro como la unidad natural e igual a 1
Posible duplicado
Vea también la diferencia entre la electrostática expresada en unidades SI y gaussianas.

Respuestas (1)

Bueno, si te hace sentir mejor, en la ecuación de Einstein, está escrito como:

R a b 1 2 R gramo a b = 8 π GRAMO T a b

y los físicos que trabajan a menudo se cansan de llevar consigo el factor de 8 π G, y definirá k = 8 π GRAMO . (o, como dice Jim, definir la unidad de masa tal que GRAMO = 1 o 8 π G = 1)