Місія MICROSCOPE перевірила принцип слабкої еквівалентності з об’єктами, що вільно падають, на супутнику.
Вчені продемонстрували, що загальна теорія відносності Айнштайна вірна із чудовим ступенем точності, незважаючи на те, що вона існує вже більше століття.
Команда, що стоїть за дослідженням, хотіла перевірити компонент загальної теорії відносності Айнштайна, названий принципом слабкої еквівалентності, який свідчить, що всі об’єкти, незалежно від їхньої маси або складу, повинні вільно падати однаково в певному гравітаційному полі при відсутності таких факторів, як тиск повітря. Для цього вчені виміряли прискорення вільно падаючих об’єктів за допомогою французького супутника MICROSCOPE, запущеного у 2016 році.
Одна з найвідоміших перевірок принципу слабкої еквівалентності відбулася під час виходу на Місяць Аполлона-15, коли астронавт Девід Скотт одночасно упустив перо та геологічний молоток; без опору повітря обидва об’єкти попрямували до поверхні Місяця з однаковою швидкістю. У тому ж стилі MICROSCOPE використовує тестові маси, що вільно падають, з платинових і титанових сплавів. Електростатичні сили утримують тестові маси в тому самому положенні відносно один одного, тому будь-яка різниця, що виникає в цій прикладеній електростатичній силі, повинна бути результатом відхилень у прискореннях об’єктів.
Результати групи, що є кульмінацією 20-річного дослідження, показали, що прискорення в парах об’єктів при вільному падінні розрізняються не більше ніж на 1 частину на 10^15, або 0,0000000000000001, тобто вони не виявили порушень принципу слабкої еквівалентності.
Крім накладення обмежень на відхилення в слабкому принципі еквівалентності, отримані дані також не схвалюють будь-які відхилення теорії гравітації Айнштайна 1915 року, загальної теорії відносності, в цілому. Вчені продовжують шукати такі відхилення, тому що загальна теорія відносності, найкращий опис гравітації, який у нас є, не узгоджується з квантовою фізикою, найкращою моделлю реальності в незбагненно малих масштабах.
Таким чином, відсутність ознак відхилення означає, що, як і раніше, не буде знайдено жодного натяку на розширення загальної теорії відносності, яке могло б подолати розрив із квантовою фізикою.
Дослідження команди було опубліковано в середу (14 вересня) у журналі Physical Review Letters та у спеціальному випуску Classical and Quantum Gravity.
Читайте також: Американці висадилися на Місяць згідно плану українця.