Новостная лента

Спутниковая миссия подтвердила теорию Айнштайна

07.12.2016

 

Спутниковая миссия подтвердила принцип эквивалентности, сформулированный Альбертом Айнштайном. Так, эксперимент, проведенный на двух тестовых массах, помещенных в спутник, доказал, что гравитация на самом деле действует одинаково на объекты различной массы. Первые результаты это подтвердили – с точностью до миллиардных частиц. Поэтому принцип эквивалентности как краеугольный камень физики доказал свою универсальность.

Миссия MICROSCOPE подтвердила принцип эквивалентности. Пока никаких доказательств отклонений от него. Полноразмерные: CNES/Virtual-IT, 2017.

 

Все началось еще 400 лет назад, когда Галилео Галилеем заметил: два маятники из разного материала колеблются одинаково. 1687 году Исаак Ньютон сформулировал первый принцип эквивалентности. Согласно с ним сила тяжести притягивает все объекты с одинаковой силой – независимо от того, из чего они состоят или сколько весят. И если бы не было аэродинамического (воздушного) сопротивления, то свинцовая пуля падала бы на Землю так же, как и перышко. Поэтому возникли основания говорить о «универсальность свободного падения».

 

220 лет спустя Альберт Айнштайн развил принцип эквивалентности, сделав его одним из столпов общей теории относительности. Она, в частности, утверждает: гравитация действует одинаково на все формы масс и энергии, и конкретно на свет.

 

Однако есть проблема: в мире мельчайших частиц протекают такие процессы, которые не согласуются с принципом эквивалентности. Так, при его универсальности квантовая теория не совместима с общей теорией относительности. И на протяжении десятилетий физики ищут возможности совместить обе фундаментальные теории. До сих пор тщетно.

 

«Принцип эквивалентности отличает гравитацию от всех других сил природы, которые описаны в стандартной модели физики элементарных частиц, – пояснила Анна Нобили (Anna Nobili) из Пизанского университета. – Это и составляет проблему, что до сих пор препятствует унификации обеих теорий в едином физическом мировоззрении».

 

Выход из этой дилеммы был бы возможен, если бы выяснилось, что принцип эквивалентности не универсальный, а что существуют минимальные отклонения в свободном падении объектов. До сих пор поиски таких различий не принесли результата.

 

И сейчас ученые взялись искать эти отклонения с французской спутниковой миссией MICROSCOPE, стартовавшей в апреле 2016 года. Микроспутник крутится вокруг Земли синхронно с Солнцем по низкой околоземной орбите. Внутри спутника плавают две концентрические тестовые цилиндры разной массы: один из них состоит из титаново-алюминиевого сплава, другой – с тяжелой смеси платины и родия. Сверхчувствительные датчики ускорения записывают каждое движение обоих цилиндров.

 

Если принцип эквивалентности действует, то все силы ускорения должны были бы влиять на обе тестовые массы одинаково. Если бы один цилиндр реагировал сильнее, чем другой, это был бы доказательство отклонения от принципа эквивалентности.

 

И пока спутник обернулся вокруг Земли свыше 1900 раз, ученые получили первые данные. Согласно с ними Айнштайновий принцип прошел тест на отлично. Измерения подтвердили незыблемость универсальности свободного падения – до миллиардных частиц (14 знаков после запятой). Этот показатель в десять раз более точный, чем все предыдущие измерения, информируют ученые.

 

«Этот результат имеет важное значение для физики и наверняка приведет к пересмотру альтернативных теорий», – комментирует Пьер Тубул (Pierre Touboul), научный руководитель миссии французского Национального центра космических исследований CNES. Однако он не отвергает окончательно, что где-то же скрываются различия. Поэтому физические поиски отклонений от принципа эквивалентности продолжаются.

 

В процессе следующих оборотов миссия MICROSCOPE должна достичь точности 15 знаков после запятой, а это в сто раз лучше, чем все измерения на Земле. Также уже строят планы для следующих спутников, которые будут искать разногласия едва модифицированным методом.

 

 

Nadja Podbregar

Satellitenmisssion bestätigt Einstein

Anna Nobili (Universität Pisa) et a., Physical Review Letters, 4/12/2017

Зреферувала Соломия Кривенко

You Might Also Like

Loading...

Нет комментариев

Комментировать

Яндекс.Метрика