Интернет-магазин MagazinWeb

Невероятная теория относительности Эйнштейна прошла еще одно серьезное испытание Оставить комментарий

Потрясающая теория относительности Эйнштейна проходит Еще одно огромное испытание

Художественная иллюстрация спутника “Микроскоп” на орбите нашей планеты.

Что происходит

Ученые отправили в космос спутник, чтобы с предельной точностью проверить принцип слабой эквивалентности Эйнштейна.

Почему это важно

Принцип слабой эквивалентности — неотъемлемая часть общей теории относительности, поэтому результаты этих испытаний еще больше подтверждают основную теорию нашей Вселенной.

В 1916 году Альберт Эйнштейн осмелился заявить, что Исаак Ньютон ошибся насчет гравитации. Нет, сказал он, это не таинственная сила, исходящая от Земли.

Вместо этого Эйнштейн представлял себе, что пространство и время скручены в межпространственную сетку, а шнурки этой сетки подобны размотанным скрепкам. Гибкий; формуемый. Он считал, что только потому, что мы существуем внутри такого рода неосязаемой сети, наши простые человеческие тела испытывают фасад силы, удерживающей нас на земле. Мы называем это гравитацией.

(Если это повредило ваш мозг, не волнуйтесь, вот статья, посвященная разложению этой концепции.)

И в то время как гениальный математик назвал это озадачивающее понятие своей общей теорией относительности, название, которое прижилось, его коллеги назвали его «совершенно непрактичным и абсурдным», название, которое не прижилось. Несмотря ни на что, ошеломляющая идея Эйнштейна до сих пор не поколеблена. Его посылки остаются верными как в самом маленьком масштабе, так и в непостижимо большом. Эксперты снова и снова пытались найти в них дыры, но общая теория относительности всегда побеждала.

А в среду, благодаря амбициозному спутниковому эксперименту, ученые объявили, что в очередной раз общая теория относительности доказала, что она является фундаментальной истиной нашей Вселенной. Команда провела то, что она называет «наиболее точной проверкой» одного из ключевых аспектов общей теории относительности, называемого принципом слабой эквивалентности, с помощью миссии, получившей название «Микроскоп».

“Я работаю над этой темой более 20 лет и понимаю, что мне повезло быть руководителем проекта научного прибора и соисследователем этой миссии”, — сказал Мануэль Родригес. , ученый французской аэрокосмической лаборатории ONERA и автор нового исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters.

«Очень редко удается оставить такой замечательный результат в истории физики».

Изображение того, как теория относительности Эйнштейна представляет вселенную.

Что такое принцип слабой эквивалентности?

Принцип слабой эквивалентности — странный.

Это довольно многие говорят, что все объекты в гравитационном поле должны падать одинаково, когда на них не действует никакая другая сила — я говорю о внешнем вмешательстве, таком как ветер, человек, пинающий объект, другой объект, натыкающийся на него, вы поняли идею.

И да, когда я говорю все объекты, я имею в виду все объекты. Перо; пианино; баскетбольный мяч; ты и я; все, что вы можете себе представить, на самом деле, согласно этому принципу, должно падать точно так же.

Проект Microscope отправил на орбиту Земли спутник, который содержал два объекта: сплав платины и сплав титана. «Выбор был основан на технологических соображениях, — сказал Родригес, — например, на том, легко ли и возможно ли изготовить материалы в лаборатории.

Но самое главное для понимания принципа слабой эквивалентности, или WEP, эти сплавы были выброшены на орбиту Земли, потому что вещество существует в гравитационном поле нашей планеты без каких-либо других сил, действующих на них. Идеально подходит для критериев тестирования. Как только спутник оказался в космосе, исследователи в течение многих лет начали проверять, упали ли платиновая и титановая насадки таким же образом, когда они вращались вокруг Земли.

Да, да. в чрезвычайно точной степени.

«Самой захватывающей частью проекта была разработка инструмента и миссии, которую никто раньше не выполнял с таким уровнем точности — новый мир для исследования», — сказал Родригес. «Как пионеры этого нового мира, мы ожидали, что в любой момент столкнемся с явлениями, которых раньше не видели, потому что мы были первыми, кто вошел в них».

Капсула, использованная во время миссии «Микроскоп».

Если вдаваться в технические подробности, то результаты эксперимента показали, что ускорение падения одного сплава отличается от другого не более чем на 10^15. Исследователи говорят, что разница за пределами этой величины будет означать, что WEP нарушает наше нынешнее понимание теории Эйнштейна.

В будущем команда работает над последующей миссией под названием Microscope 2, которая, по словам Родригеса, проверит принцип слабой эквивалентности в 100 раз лучше.

Однако это вероятно, так хорошо, как это будет в течение по крайней мере десяти лет или около того, говорят исследователи.

Отлично, что это значит для меня?

В некотором смысле основательность общей теории относительности представляет собой проблему. Это потому, что, несмотря на то, что это важная схема для понимания нашей Вселенной, она не единственная схема.

У нас также есть конструкции, такие как стандартная модель физики элементарных частиц, которая объясняет, как работают такие вещи, как атомы и бозоны, и квантовая механика, которая объясняет такие вещи, как электромагнетизм и неопределенность существования.

Но здесь есть предостережение.

Обе эти концепции кажутся столь же нерушимыми, как и общая теория относительности, но несовместимы с ней. Итак… что-то должно быть не так. И это что-то мешает нам создать единую историю физической вселенной. Например, стандартная модель, как известно, не может объяснить гравитацию, а общая теория относительности не рассматривает квантовые явления. Это похоже на огромную битву за то, чтобы быть окончательной теорией.

Команда Microscope стоит со спутниковым оборудованием, справа.

«Некоторые теории предполагают наличие связи между гравитацией и некоторыми электромагнитными параметрами», — приводит пример Родригес. «Эта связь не существует в теории Эйнштейна, поэтому существует WEP».

Мы находимся на распутье.

Но хорошая сторона заключается в том, что подавляющее большинство ученых считают все эти теории незавершенными . Таким образом, если мы сможем каким-то образом найти способ завершить их — например, найти новую связь, как говорит Родригес, или идентифицировать новую частицу для добавления к стандартной модели — это может привести нас к недостающим кусочкам головоломки нашей вселенной.

«Это должна быть революция в физике», — сказал Родригес о взломе WEP. «Это будет означать, что мы найдем новую силу или, может быть, новую частицу, такую ​​как гравитон — это грааль физики».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.