Хотя общая теория относительности Эйнштейна была широко известна более века назад, исследования по ней не прекращались. В недавнем исследовании ученые с предельной точностью подтвердили общую теорию относительности Эйнштейна.
В этом эксперименте ученые хотели изучить слабый принцип эквивалентности в общей теории относительности Эйнштейна, который гласит, что «без учета мешающих факторов, таких как сопротивление воздуха, разные объекты в одном и том же гравитационном поле.
Ускорение свободного падения одинаково, независимо от его массы или состава материала».
Чтобы проверить вышеизложенную теорию, ученые измерили ускорение свободного падения различных объектов на французском спутнике MICROSCOPE, запущенном в 2016 году.
Во время лунной миссии «Аполлон-15» астронавт Дэвид Скотт одновременно сбросил перо и горсть геологических объектов в условиях отсутствия молота сопротивления воздуха. Один из самых известных экспериментов со слабым принципом эквивалентности заключается в том, что два объекта падают на лунную поверхность с одинаковым ускорением из-за гравитации Луны. В последнем эксперименте MICROSCOPE применил аналогичный подход, используя два цилиндра из сплава титана и сплава платины для проведения экспериментов по свободному падению в гравитационном поле Земли.
Применяя электростатические силы к двум объектам, спутник может удерживать их относительное положение на одном уровне. Если электростатические силы, необходимые для двух объектов, различны, это означает, что они имеют разные ускорения, что нарушает принцип слабой эквивалентности.
Отсутствие отклонений, обнаруженных в экспериментах, означает, что в настоящее время нет указаний на то, что нам нужно расширить общую теорию относительности, чтобы ее можно было связать с квантовой механикой.
«В будущих теоретических исследованиях у нас будет это новое и лучшее ограничение, потому что теперь мы знаем, что слабый принцип эквивалентности должен выполняться в этом масштабе», — сказал Жиль Метрис в отчете Американского физического общества.
Он был частью команды MICROSCOPE и ученым из обсерватории Лазурного Берега во Франции, чьи исследования были опубликованы Американским физическим обществом.
