Wetenschappers hebben bewezen dat de algemene relativiteitstheorie van Einstein met een opmerkelijke mate van nauwkeurigheid correct is, ook al bestaat deze al meer dan een eeuw.
Het team achter het onderzoek wilde een onderdeel testen van Einsteins algemene relativiteitstheorie Het wordt het zwakke equivalentieprincipe genoemd, dat stelt dat alle objecten, ongeacht hun massa of samenstelling, op dezelfde manier in een bepaald zwaartekrachtsveld moeten vallen wanneer interferentie van factoren zoals luchtdruk wordt geëlimineerd. Om dit te doen, maten wetenschappers de versnelling van vallende objecten in een Franse satelliet genaamd MICROSCOPE, die in 2016 werd gelanceerd.
Een van de beroemdste tests van het zwakke equivalentieprincipe vond plaats tijdens: Apollo 15 wandelen op de maan, toen astronaut David Scott tegelijkertijd een veer en een geologische hamer gooide; Zonder luchtweerstand zouden beide objecten met dezelfde snelheid naar het oppervlak van de maan versnellen. Op een vergelijkbare manier bevat de microscoop testblokken voor vrije val gemaakt van een legering van platina en titanium. Elektrostatische krachten houden de testmassa’s in dezelfde relatieve posities ten opzichte van elkaar, dus elk resulterend verschil in deze toegepaste elektrostatische kracht moet het gevolg zijn van afwijkingen in de versnelling van de objecten.
Verwant: Waarom zijn natuurkundigen zo vastbesloten om te bewijzen dat Galileo en Einstein ongelijk hebben?
De resultaten van het team, het hoogtepunt van 20 jaar onderzoek, onthulden dat de versnellingen in paren objecten in vrije val met niet meer dan één deel in 10 ^ 15 of 0.000000000000001 verschillen, wat betekent dat ze geen schendingen van het grotere zwakke equivalentieprincipe vonden. Dus.
Behalve dat de resultaten beperkingen opleggen aan afwijkingen in het zwakke equivalentieprincipe, verwerpen de resultaten ook eventuele afwijkingen in de theorie van Einstein uit 1915 van zwaartekracht, Algemene Relativiteitstheorie, als geheel. Wetenschappers blijven zoeken naar dergelijke afwijkingen omdat de algemene relativiteitstheorie, onze beste beschrijving van zwaartekracht, onverenigbaar is met de kwantumfysica, ons beste model van de werkelijkheid op onbegrijpelijke kleine schaal.
Dus geen teken van aberratie betekent dat er nog steeds geen hint is van uitbreidingen van de algemene relativiteitstheorie die wachten om gevonden te worden die de kloof met de kwantumfysica zouden kunnen overbruggen.
“We hebben nieuwe en veel betere beperkingen voor elke toekomstige theorie, omdat deze theorieën het equivalentieprincipe op dit niveau niet mogen schenden”, zegt Gilles Mitris, een lid van het MICROSCOPE-team en een wetenschapper aan het observatorium van de Côte d’Azur in Frankrijk. uitspraak (Opent in een nieuw tabblad) Van de American Physical Society die het onderzoek publiceerde.
De microscoop werd gelanceerd in april 2016 en het missiepersoneel publiceerde de voorlopige resultaten voor 2017. De gegevensanalyse ging door, zelfs nadat het experiment in 2018 was geëindigd.
Het feit dat het nieuwe onderzoek geen schending van het zwakke equivalentieprincipe aantoonde, legt de grootste beperking tot nu toe op dit element van de algemene relativiteitstheorie, en de resultaten leggen de basis voor meer gevoelige tests in de toekomst.
Dat komt omdat de wetenschappers suggesties hebben gedaan voor het verbeteren van de experimentele opstelling die ze gebruikten. Ze schreven dat mogelijke upgrades het verminderen van defecten in de coating van de satelliet omvatten die de metingen van de versnellingsmeter kunnen beïnvloeden, evenals het vervangen van bekabelde systemen door systemen die draadloze verbindingen gebruiken.
Een satelliet die deze verbeteringen implementeert, kan schendingen van het zwakke equivalentieprincipe oppikken, zo klein als een deel op 10^17, 100 keer gevoeliger dan een microscoop. Maar het team verwacht dat deze verbeteringen voorlopig nog niet haalbaar zullen zijn, wat betekent dat het MICROSCOPE-experiment voorlopig de beste test blijft van het zwakke equivalentieprincipe.
“Gedurende minstens een decennium of misschien twee decennia zullen we geen verbetering zien in de ervaring van ruimtesatellieten”, zei Manuel Rodriguez, een lid van het MICROSCOPE-team en een wetenschapper bij ONERA, een Frans onderzoeksinstituut dat gespecialiseerd is in de ruimte. in dezelfde verklaring. .
Het onderzoek van het team werd woensdag (14 september) gepubliceerd in het tijdschrift fysieke beoordelingsberichten (Opent in een nieuw tabblad) En een speciaal nummer van “Classic en Quantum Gravity”.
Volg ons op Twitter @Spacedotcom en verder Facebook.
“Social media fanaat. Fanatieke bacon fanaat. Wannabe popcultuur fan. Communicator. Gecertificeerd schrijver.”
More Stories
Voor het eerst leggen wetenschappers de dans van eiwit en vet vast op video: ScienceAlert
Starlink-missie dinsdag vanuit Cape Canaveral
Kanker kan ontstaan zonder genetische mutaties