Универсальность свободного падения была проверена на высочайшем уровне точности.
Что тяжелее: килограмм перьев или килограмм свинца? Эта старая шутка на самом деле не шутка для физиков — со времен Галилея они пытались продемонстрировать, что объекты в гравитационном поле испытывают одинаковое ускорение. Это универсальность свободного падения, и сейчас доказано, что она соответствует менее чем одной части на 1000 триллионов.
Об этом сообщает IFLScience.
Как сообщалось в статьях Physical Review Letters и специальном выпуске Classical and Quantum Gravity, ученые использовали специальный спутник для точной проверки так называемого слабого принципа эквивалентности, краеугольного камня общей теории относительности Эйнштейна. Считается, что в гравитационном поле, когда на них не действуют никакие другие силы, два тела из разных материалов и с разными массами будут испытывать одинаковое ускорение.
Чтобы проверить это, ученые построили спутник MICROSCOPE. В него поместили две концентрические цилиндрические пробные массы: одну из титана и одну из платино-родиевого сплава. Эти массы удерживались неподвижными и контролировались электростатическими акселерометрами. По словам ученых, нарушение принципа эквивалентности приведет к тому, что две массы будут иметь разные ускорения.
Говорят, что Галилей продемонстрировал это, сбрасывая ядра разной массы с Пизанской башни. Командир «Аполлона-15» Дэвид Скотт сделал это пером и молотком на Луне.
«У нас есть новые и гораздо лучшие ограничения для любой будущей теории, потому что эти теории не должны нарушать принцип эквивалентности на этом уровне», — заявил Жиль Метрис, ученый из обсерватории Лазурного берега и член команды MICROSCOPE .
Последние данные в 10 раз лучше, чем первоначальные результаты, опубликованные в 2017 году , и в 100 раз лучше, чем то, что можно сделать на Земле. Команда ученых предполагает, что есть способы еще больше повысить точность с помощью нового спутника, возможно, сделав ее в 100 раз более точной.
«По крайней мере одно десятилетие или, может быть, два мы не видим никаких улучшений в экспериментах с космическими спутниками», — сказал Мануэль Родригес, ученый французской аэрокосмической лаборатории ONERA и член команды MICROSCOPE.
Проверка слабого принципа эквивалентности — не просто способ для ученых доказать, что Эйнштейн ошибался. Общая теория относительности пока что является нашей лучшей теорией гравитации, но она плохо работает с квантовой механикой.
Ранее Курсор писал, что физики провели уникальный эксперимент с атомными часами. Физики впервые «запутали» два оптических атомных часа.
Кроме этого, физики обнаружили доказательства существования трех невиданных ранее частиц. Физики говорят, что нашли в данных Большого адронного коллайдера свидетельства существования трех невиданных ранее комбинаций кварков.
Кроме этого, физики обнаружили необычную аномалию, которая может перевернуть мир науки. По словам ученых, если это действительно признак стерильного нейтрино, то можно было бы, наконец, получить доказательства того, что вещество существует в огромных количествах, но создает лишь гравитационную «ямку» в пространстве.
Физики смогли измерить продолжительность жизни нейтронов. Ученые провели самое точное в мире измерение продолжительности жизни нейтрона, которое может помочь ответить на вопросы о ранней Вселенной.
Напомним, что ученые разгадали многовековую тайну физики. Исследователи Техниона нашли эффективное решение известной проблемы трех тел в физике.