【万有引力常数】在物理学中，万有引力常数（Gravitational Constant）是一个极为重要的物理常数，它用于描述两个物体之间的引力大小。这个常数由艾萨克·牛顿在其经典力学理论中提出，并成为后来广义相对论的基础之一。尽管其数值非常微小，但它的存在对宇宙的结构和运动有着深远的影响。
一、基本概念
万有引力常数，通常用符号 G 表示，是牛顿万有引力定律中的比例常数。该定律表述为：
$$
F = G \cdot \frac{m_1 m_2}{r^2}
$$
其中：
- $ F $ 是两个物体之间的引力；
- $ m_1 $ 和 $ m_2 $ 是两个物体的质量；
- $ r $ 是两个物体之间的距离；
- $ G $ 是万有引力常数。
二、历史背景
虽然牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中提出了万有引力定律，但他并未准确测定G的值。直到1798年，英国科学家亨利·卡文迪许通过精密的扭秤实验首次测定了G的值。这一实验被称为“卡文迪许实验”，是科学史上一次重要的测量。
三、数值与单位
目前公认的万有引力常数的精确值为：
$$
G = 6.67430 \times 10^{-11} \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{kg}^2
$$
单位为牛顿·平方米每千克平方（N·m²/kg²）。由于G的数值极小，因此只有在质量非常大的天体之间（如地球和太阳）才能观察到明显的引力作用。
四、重要性与应用
| 应用领域 | 说明 |
| 天体物理学 | 计算行星轨道、恒星质量、黑洞引力等 |
| 地球物理学 | 研究地球内部密度分布、重力场变化 |
| 宇宙学 | 推导宇宙膨胀模型、暗物质研究 |
| 实验物理 | 验证广义相对论、测试引力理论 |
五、当前研究现状
尽管G的值已经被多次测量，但由于其数值极小且测量难度极高，目前不同实验结果之间仍存在一定误差。科学家们正在尝试更精确的测量方法，例如利用量子干涉仪或高精度激光技术来提高测量精度。
此外，一些理论物理学家还在探讨G是否可能随时间或空间而变化，这将对宇宙演化模型产生重大影响。
六、总结
万有引力常数是连接宇宙中所有物体之间引力关系的关键参数。尽管它在日常生活中难以察觉，但在宏观世界中却起着决定性的作用。随着科学技术的发展，人类对G的理解也在不断深入，未来或许能揭示更多关于宇宙本质的奥秘。
表：万有引力常数相关数据
| 项目 | 数值/说明 |
| 符号 | G |
| 单位 | N·m²/kg² |
| 当前标准值 | 6.67430 × 10⁻¹¹ |
| 提出者 | 艾萨克·牛顿 |
| 首次测量者 | 亨利·卡文迪许（1798年） |
| 用途 | 描述引力强度、计算天体间相互作用 |
| 测量难度 | 极高，受环境干扰大 |