Cavendish Deneyi

1700’lerin sonlarında Henry Cavendish, Isaac Newton’un F=GM/r (kare) şeklinde ifade edilen evrensel kütleçekim yasasını doğruladı. Formülde “G” kütleçekim sabitini; “M” ve “m” iki cismin kütlelerini; “F” ise cisimler arasındaki kütleçekimsel kuvveti temsil ediyordu. Sonuçta büyük kütlelerin küçükleri çektiği ortaya çıktı.

10 Ekim 1731 doğumlu Cavendish, Lord Charles Cavendish’in oğlu ve bir deneysel bilimciydi. Cambridge’de eğitimini tamamladıktan sonra Cavendish 1753’te babasının Londra, Soho’daki Great Marlborough caddesinde yer alan evine taşındı. Baba-oğul elektrik, manyetizma ve ısıyla ilgili deneyler gerçekleştirdiler. 1783’te babasının ölümü üzerine Cavendish, Clapham Common’a taşınarak çalışmalarını sürdürdü.

Yerbilimci John Mitchell’in bir tasarımını temel alan Cavendish bir burulmalı terazi üretti. Terazi, iki uçtaki küre biçiminde ağırlıkları taşıyan, yaklaşık bir buk metre boyunda ahşap bir çubuktan oluşuyordu. Bir tür halteri andıran bar ve küre biçimli ağırlıklar ise kuvarstan yapılma bir telle tavandan sarkıtılıyordu. Bu düzeneğe bir ayna da eklenmişti. 160 kiloluk iki kurşun küreyi taşıyan bir başka halter ise, daha küçük olan halterin yakınına yerleştirilmişti. Bu şekilde büyük küreler, küçük olanların yakınında dönebiliyordu.

Deneyde, büyük ve küçük küreler arasındaki kütleçekimi kuvars tele, dönme momenti uyguladı ve telin bükülmesine neden oldu. Cavendish bu bükülmeyi ölçmek için bir ışık demetinden yararlandı. Aynaya doğrultulan ışık 90 derecelik açıyla yansıtıldı.

Küçük halter, büyük olana doğru çekildikçe, dönme hareketi ışık demetinin de hafifçe sapmasına neden oldu. Cavendish sapmayı dikkatle ölçtü. Sonuçta Newton’un, büyük kütlelerin küçük kütleleri çekmesine ilişkin teorisini kanıtlamakla kalmadı, yerkürenin ortalama yoğunluğunu da belirledi. Cavendish bunu “özel kütleçekimi” şeklinde ifade etti; yani, yerküre yoğunluğunun su yoğunluğuna oranı.