21-09-2022
11:44
Ученые проверили, как объекты падают в космосе

Как гласит история, итальянский астроном Галилео Галилей поднялся на Пизанскую башню в 16 веке, чтобы одновременно сбросить два шара разной массы, доказав, что они приземлятся на землю одновременно.

Хотя знаменитая демонстрация могла и не состояться (многие историки считают, что это был всего лишь мысленный эксперимент), она иллюстрирует одну из главных идей Альберта Эйнштейна: принцип слабой эквивалентности. По сути, идея гласит, что два падающих объекта должны ускоряться с одинаковой скоростью, независимо от их массы или материала, из которого они сделаны.

На Земле, конечно, сопротивление воздуха и другие факторы могут повлиять на то, как падает объект. Итак, ученые провели эксперимент по проверке слабого принципа эквивалентности на борту спутника в космосе.

Новое исследование, опубликованное на прошлой неделе в журнале Physical Review Letters, дает наиболее точное подтверждение теории Эйнштейна.

В 2016 году исследователи отправили в космос массы из сплавов титана и платины на борту французского спутника MICROSCOPE. Когда спутник вращался вокруг Земли, объекты внутри находились в состоянии постоянного свободного падения, но статическое электричество удерживало их неподвижно. Электрический датчик измерил величину напряжения, необходимого для удержания каждой массы на месте, что выявило ускорение масс.

По принципу слабой эквивалентности массы должны испытывать одинаковое ускорение. И, насколько датчик мог показать, они это испытали — любые различия в их ускорениях должны были быть меньше, чем одна часть в 10^15.

Слабый принцип эквивалентности является частью общей теории относительности Эйнштейна, которая описывает гравитацию как искривление ткани пространства-времени. Точные эксперименты, подобные описанному в новой статье, могут помочь физикам сузить круг будущих гравитационных теорий. Многие физики считают общую теорию относительности неполной, отчасти потому, что она несовместима с современной теорией квантовой механики.

Эксперты говорят, что новые знания, полученные от MICROSCOPE, могут помочь усовершенствовать общую теорию относительности.

Будущие улучшения в эксперименте, на которые могут уйти годы, могут быть в 100 раз более чувствительными, чем MICROSCOPE, и потенциально могут обнаруживать нарушения принципа слабой эквивалентности, слишком тонкие для этого недавнего эксперимента, чтобы их можно было наблюдать.

OlgaM
Перейти к блогу автора
Комментарии