Einšteina garīgās relativitātes teorija izturēja vēl vienu milzīgu pārbaudi

1916. gadā, Alberts Einšteins uzdrošinājās apgalvot, ka Īzaks Ņūtons kļūdījās par gravitāciju. Nē, viņš teica, tas nav noslēpumains spēks, kas izplūst no Zemes.

Tā vietā Einšteins iedomājās, ka telpa un laiks ir savīti daudzdimensionālā tīklā, un šī tīkla saites ir kā neiesaiņotas papīra daļas. Lokams, formējams. Tika uzskatīts, ka tikai tāpēc, ka mēs pastāvam šāda veida nemateriālā tīklā, mūsu vienkāršie cilvēku ķermeņi piedzīvo viltus izskats Stingri turi mūs pie zemes. Mēs to saucam par gravitāciju.

(Ja tas sāp smadzenes, neuztraucieties, šeit ir raksts, kas veltīts iznīcināt šo koncepciju.)

Un, lai gan ģeniālais matemātiķis šo mulsinošo ideju nosauca par savu vispārējās relativitātes teoriju, nosaukums, kas ir iestrēdzis, vienaudži to nodēvēja par “pilnīgi nepraktisku un smieklīgu”, un tas tā nebija. Neraugoties uz jebkādām pretrunām, Einšteina prātu satriecošajai idejai vēl nav jāklibo. Tās ēkas paliek patiesas gan mazākos, gan neizskaidrojami lielos mērogos. Eksperti ir mēģinājuši tajā izveidot caurumus atkārtotiUn atkārtoti Un atkārtotibet vispārējā relativitāte vienmēr ņem virsroku.

Un trešdien, pateicoties vērienīgam satelīta eksperimentam, zinātnieki vēlreiz paziņoja, ka vispārējā relativitāte ir izrādījusies mūsu Visuma fundamentāls fakts. Komanda veica to, ko tā sauca par “visprecīzāko pārbaudi” vienam no galvenajiem vispārējās relativitātes aspektiem, ko sauc par vājās ekvivalences principu, ar uzdevumu, kas nodēvēts par mikroskopu.

“Es esmu strādājis pie šīs tēmas vairāk nekā 20 gadus, un es sapratu, ka man bija iespēja būt zinātnes instrumentu projekta vadītājam un šīs misijas līdzpētniekam,” sacīja Manuels Rodrigess, Francijas kosmosa laboratorijas zinātnieks. ONERA un jauna pētījuma autore, Publicēts Physical Review Letters.

“Tas ir ļoti reti, ka fizikas vēsturē tiek atstāts tik ievērojams rezultāts.”

Kāds ir vājās ekvivalences princips?

The Vājas ekvivalences princips Tas ir dīvaini.

Tas diezgan lielā mērā saka, ka visiem objektiem gravitācijas laukā ir jākrīt vienādi, ja tos neietekmē neviens cits spēks – es runāju par ārējiem traucējumiem, piemēram, vēju, kāds spārda objektu, cits objekts atsitās pret to, jums rodas priekšstats.

Un jā, kad es saku visas lietas, es domāju visas lietas. spalva; klavieres; Basketbols; tu un es; Visam, ko jūs varat iedomāties, patiešām, saskaņā ar šo principu, vajadzētu krist tieši tāpat.

Mikroskopa projekts nosūtīja Zemes orbītā satelītu, kurā atradās divi objekti: platīna stieņa un titāna stieņa. “Izvēle bija balstīta uz tehniskiem apsvērumiem,” piemēram, vai materiālus bija viegli un iespējams izgatavot laboratorijā, sacīja Rodrigess.

Bet vēl svarīgāk, lai saprastu vājās ekvivalences principu jeb WEP, šis sakausējums ir eksplodējis Zemes orbītā, jo tajā esošais materiāls atrodas mūsu planētas gravitācijas laukā, un to neietekmē citi spēki. Ideāli piemērots testēšanas standartiem. Kad satelīts sasniedza kosmosu, pētnieki sāka testēšanu, gadiemvai tuvās platīna uzgaļi un titāna uzgaļi Tāpat kamēr viņi riņķoja ap Zemi.

Viņi to darīja – ļoti precīzā mērā.

“Projekta aizraujošākā daļa bija tāda rīka un uzdevuma izstrāde, ko neviens iepriekš nebija paveicis ar šādu precizitātes līmeni — jauna pasaule, ko izpētīt,” sacīja Rodrigess. “Kā šīs jaunās pasaules pionieri mēs ik brīdi gaidījām, ka saskarsimies ar parādībām, kuras mēs nekad iepriekš nebijām redzējuši, jo bijām pirmie, kas tajā ienāca.”

Ja jūs interesē tehniskie aspekti, eksperimenta rezultāti parādīja, ka viena sakausējuma krišanas paātrinājums no otra atšķiras ne vairāk kā par 1 daļu no 10^15. Pētnieki saka, ka atšķirība, kas pārsniedz šo daudzumu, nozīmē pārkāpumu mūsu pašreizējā izpratne par Einšteina teoriju.

Nākotnē komanda strādā pie papildu misijas ar nosaukumu Microscope 2, kas, pēc Rodrigues teiktā, pārbaudīs vājās ekvivalences principu 100 reizes labāk.

Tomēr tas var būt tikpat labi, cik tas būs vismaz desmit gadus, saka pētnieki.

Lieliski, ko tas man nozīmē?

Savā ziņā vispārējās relativitātes teorijas stingrība ir zināma problēma. Tas ir tāpēc, ka, lai gan tas ir mūsu Visuma izpratnes pamatprojekts, tas tā nav Vienkārši Shēma.

Mums ir arī tādas konstrukcijas kā daļiņu fizikas standarta modelis, kas izskaidro, kā darbojas tādas lietas kā atomi un bozoni, un kvantu mehānika, kas izskaidro tādas lietas kā elektromagnētisms un eksistences nenoteiktība.

Bet tas ir brīdinājums.

Abi jēdzieni šķiet tikpat nesalaužami kā vispārējā relativitāte, taču tie nav savienojami ar to. Tātad… kaut kas nav kārtībā. Un šī lieta neļauj mums izveidot vienotu stāstu par fizisko Visumu. The Standarta formapiemēram, Slavens nevar izskaidrot gravitācijuun vispārējā relativitāte Īsti neskatieties uz kvantu parādībām. Tā ir milzīga cīņa par labāko teoriju.

“Dažas teorijas paredz saikni starp gravitāciju un dažiem elektromagnētiskajiem parametriem,” kā piemēru sniedza Rodrigess. “Šī savienojuma Einšteina teorijā nav, tāpēc pastāv WEP.”

Mēs atrodamies krustcelēs.

Bet gaišā puse ir tā, ka lielākā daļa zinātnieku Apsveriet visas šīs teorijas nepilnīgs. Tātad, ja mēs kaut kā varam atrast veidu beidzas Viņi, piemēram, atrod jaunu savienojumu, saka Rodrigess, vai izvēlas jaunu daļiņu, ko pievienot standarta modelim, kas varētu mūs novest pie mūsu Visuma mīklas trūkstošajām daļām.

“Tam vajadzētu būt revolūcijai fizikā,” sacīja Rodrigess par WEP pārtraukšanu. “Tas nozīmētu, ka esam atraduši jaunu spēku vai varbūt jaunu daļiņu, piemēram, gravitonu – tā ir trofeja fizikas pasaulē.”