設計的思路是：設計一個天平，在所有引力的合力平衡的前提下，使天平一端與地面之間，被物質隔離和開放；通過測得隔離、開放兩種不同情況下天平平衡狀態的數據，來判斷物質所占空間能否引起引力場的擾動，進一步判斷引力是否具有和流體相近的性質。
基本介紹
- 中文名：引力干擾實驗
- 實驗設計人：劉偉
內容,
內容
引力擾動測量實驗
實驗前言：萬有引力與流體屬性的相似度是現代萬有引力研究的重要課題，這個課題被許多物理機構的科學家所研究，圓周理論物理研究所的科學家，分析認為黑洞周圍可能存在擾動，也證明引力有可能可使用流體形式進行描述，但是現今人類科技無法在黑洞附近做實驗，故筆者為甄別此類理論，而設計了一個可以在地球上實行的實驗。
基本理論：如果萬有引力的屬性高度接近流體，那么位於大體積物質發出的均勻引力場內的小體積物質（主要指原子核）所占有的空間，會在其附近引發引力場的激烈變化。
實驗目的：驗證萬有引力與流體屬性的相似度（說明：相似度到底高還是低，暫時是未知的需要本實驗精確實行後才知道）。
實驗手段：使用引力擾動天平來驗證，物質是否會對其所處的引力場產生擾動。
實驗原理：
1.天平兩端各固定一個平衡球，在天平兩端設定對稱位於平衡球兩側的擾動球，使天平兩端擾動球、平衡球，三球心共條線，以下稱為三球線；使一條三球線垂直於地面，以下稱為垂直端；使另一條三球線平行於地面，一下稱為水平端；如果垂直端與水平端不平衡則說明，物質本身能夠擾動引力場；如果垂直端與水平端平衡則說明，物質本身無法擾動引力場。跟據力的平衡原理，成對擾動球對於對平衡球產生的引力力大小相等、方向相反，其合力為零，所以垂直端位於平衡球與地面之間的擾動球（球1）的如果無法擾動地球的引力場，則天平平衡；如果可以球1可以擾動地球的引力場，則天平失衡。
2.原理1中，測得結果為物質本身能夠擾動引力場的話，可以通過詳細測量數據來計算引力與流體屬性的接近度，如果物質本身無法擾動引力場，則證明引力的屬性與流體屬性相差很大。
3.本實驗中大體積物質為地球，小體積物質為擾動球，雖然前面有提到小體積物質主要指原子核，但是要使用原子核來做實驗是非常困難的；如果原子核確實能引起均勻引力場的急劇變化，且多個原子核引起的變化能有一定程度的疊加，即可以被測得（單個原子核太小了，無法觀察）。
實驗細節：
1、如附圖1，為了排除擾動，試驗至少要進行如下幾種測量：
（1）測得並記錄A端垂直、B端垂直時，天平平衡情況。（校驗儀器）
（2）測定並記錄A端垂直、B端水平時，天平平衡情況。（測量數據）
（3）測定並記錄A端水平、B端水平時，天平平衡情況。（校驗儀器）
（4）測定並記錄A端水平、B端垂直時，天平平衡情況。（測量數據）
（5）將兩端擾動球互換位置後，重複1-4的測量。（校驗儀器+校驗數據）
（6）對比步驟2和步驟4所得測得結果（引力是否被擾動）應該是一致，否則說明儀器存在超出容忍範圍的精度問題。
2.反覆重複上面提到的幾種測量，並驗證所得結論是否高度統一。
儀器的設計：
1.在使用使用步進電機實現擾動球的轉動。
2.在天平平衡臂朝上的面設定反光鏡，使用雷射照射在反光鏡上，使反射後的雷射投射在一面具有縱橫格的幕牆上，利用光的直線傳播原理，放大天平的平衡狀態變化數據；當天平兩端平衡發生變化時，由於反光鏡的水平角度發生變化，導致雷射在幕牆上投射點發生變化，記錄雷射的投射點即可推測擾動是否發生。
3.使用水平懸掛的石英絲，作為天平的支持點。
4.將儀器置於真空環境內，使用無線電遙控控制擾動球的運動。
5. 由於電機帶動擾動球運動時會產生一些電磁干擾，這些電磁干擾會可能導致天平進入平衡的狀態延長，選用非磁性材料可以減短天平進入穩定的時間，優選石英材料來製作平衡臂、平衡球等。
本人為此實驗做過多個設計，其中包括利用太陽、地球、月亮所具有的質量來做實驗，經過優選，選定本試驗，因為本試驗耗時較短、具備自校驗和干擾排除能力。
本實驗所利用的是天平平衡狀態的改變來觀察擾動是否發生，也就是說，和卡文迪許扭秤一樣，本實驗先使天平處於平衡狀態，此時各種靜態干擾已經排除了，轉動擾動球後在觀察天平平衡狀態的變化，從而依據狀態變化的差值來計算引力擾動的具體是否發生；少量的突發乾擾，可以經過實驗細節1-5的各個步驟中所得數據的相互校驗來排除；所以本實驗並不完全依賴儀器精度。
實驗如果精確實施，正常情況下無論天平是擾動還是不擾動，都具有積極意義，唯一可能導致這個實驗失效的問題是：假設原子核確實能引起引力擾動，但這種擾動太弱，會在原子核附近完全平復，導致多個原子核引起的擾動無法疊加，在這種測得的結論與事實不符的情況下，這個實驗失敗。
本實驗的存在意義是，為現有的“引力流體化描述”相關的理論物理做一個實驗參考。
