Як dev.ua тестили болід айтішника — відео 🏎

Ейнштейн був правий: п’ять місяців експериментів на орбіті довели, що ми можемо покластися на загальну теорію відносності

Вчені уточнили основну теорію гравітації людства — загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна. Як зазначається в публікації в Physical Review Letters, місія MICROSCOPE була розроблена для перевірки принципу слабкої еквівалентності (WEP), який встановлює рівність між інерційною та гравітаційною масами з точністю до 10 в мінус п’ятнадцятій степені. І експеримент довів, що Ейнштейн був правий. 

Залишити коментар
Ейнштейн був правий: п’ять місяців експериментів на орбіті довели, що ми можемо покластися на загальну теорію відносності

Вчені уточнили основну теорію гравітації людства — загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна. Як зазначається в публікації в Physical Review Letters, місія MICROSCOPE була розроблена для перевірки принципу слабкої еквівалентності (WEP), який встановлює рівність між інерційною та гравітаційною масами з точністю до 10 в мінус п’ятнадцятій степені. І експеримент довів, що Ейнштейн був правий. 

«Його експериментальне випробування складалося з порівняння прискорень, яких зазнали дві пробні маси різного складу під час обертання навколо Землі, шляхом вимірювання електростатичних сил, необхідних для підтримки їх рівноваги. Це було зроблено за допомогою надчутливих диференціальних електростатичних акселерометрів на борту супутника без опору. Місія тривала два з половиною роки, зібравши наукові дані про вільне падіння за п’ять місяців. Дві третини з парою тестових мас різного складу — титанових і платинових сплавів. Останню третину з контрольною парою тестових мас із однакового складу — платина», — йдеться у анотації до дослідження. 

Як правильно падати у вакуумі

Давайте розберемося, чому це важливо. 

Принцип еквівалентності — це основне твердження загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, яка наразі є головною теорією гравітації людства. 

Згідно цього принципу, спостерігач не може відрізнити дію гравітаційного поля від сили інерції в системі відліку, яка рухається з прискоренням.

Якщо простіше, неважливо, знаходитесь ви на поверхні Землі, чи на борту космічного корабля, що рухається з прискоренням в 1G — відчуття будуть однакові. 

Існує слабкий і сильний принцип еквівалентності. Вони відрізняються масштабністю. Сильний принцип — це твердження, що так було, є і буде в будь-якому місці у Всесвіті. Слабкий принцип — це локальна історія тут і зараз, яку перевірив ще Галілей, коли скидав різні предмети з Пізанської вежі. 

У 1971 році астронавт Дейв Скотт кинув молоток і перо одночасно з однієї висоти, стоячи на Місяці. Без опору повітря, який уповільнював би перо, два об’єкти впали на поверхню Місяця з однаковою швидкістю. 

Маса об’єкта не впливає на прискорення у гравітаційному полі. Це константа. І ми маємо бути впевнені у тому, що це працює скрізь, щоб знати, де межі загальної теорії відносності. Тому що, ще раз, це наша основна теорія, і ми вивчаємо Всесвіт та створюємо продукти для життєдіяльності на Землі (наприклад, GPS), спираючись на її передбачення.  

Вільне падіння на орбіті

Експеримент MICROSCOPE був більш суворим, ніж демонстрація Дейва Скотта, хоча відбувався трохи ближче, ніж Місяць. Супутник обертався на орбіті Землі з 25 квітня 2016 року до дезактивації 18 жовтня 2018 року.

Протягом цього часу команда провела кілька експериментів, використовуючи маси, підвішені у вільному падінні, забезпечивши загалом дані за п’ять місяців. Дві третини цих даних стосуються пар тестових мас різного складу, сплавів титану і платини. Інша третина включала еталонну пару мас такого ж платинового складу.

Експериментальне обладнання використовувало електростатичні сили, щоб утримувати дві тестові маси в одному положенні відносно одна одної. 

Вимірювалася різниця в прискоренні — показник, відомий як коефіцієнт Етвеша. Якби вона виникла, обладнання реєструвало б зміни в електростатичних силах, які утримують маси на місці.

Перші результати були оприлюднені в 2017 році і виглядали багатообіцяючими, однак супутник все ще працював і виробляв дані, що означало, що робота не була завершена. Повний набір даних закріплює ці ранні висновки, обмежуючи коефіцієнт Етвеша до 1,1×10 − 15.

Уточнення на десятиліття

Це найжорсткіше обмеження принципу слабкої еквівалентності на сьогоднішній день, яке навряд чи буде перевищено найближчим часом. Вдосконалення, які можна внести в наступну ітерацію супутника, можуть дослідити принцип до 10 в мінус сімнадцятій степені, та це буде нескоро. 

«Принаймні десятиліття, чи навіть два, ми не побачимо жодних уточнень завдяки експерименту з космічним супутником», — каже Sciencealert інженер-фізик Мануель Родрігес із Французького національного центру аерокосмічних досліджень (ONERA).

Та нинішніх даних вже досить, щоб і далі покладатися на загальну теорію відносності з більшою впевненістю, ніж будь-коли. 

Також це вплине і на квантову механіку — тому що дає нові обмеження для теорій.  

«У нас є нові та набагато кращі обмеження для будь-якої майбутньої теорії, оскільки ці теорії не повинні порушувати принцип еквівалентності на цьому рівні», — пояснює астроном Жиль Метріс з обсерваторії Лазурного берега у Франції.

Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
По темi
Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
Китай планує три космічні місії на Місяць. Там може ховатися нове джерело енергії
Китай планує три космічні місії на Місяць. Там може ховатися нове джерело енергії
По темi
Китай планує три космічні місії на Місяць. Там може ховатися нове джерело енергії
Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram
Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram
По темi
Читайте головні IT-новини країни в нашому Telegram
Ми запускаємо розсилку про українське IT-ком’юніті. Залиште email, аби розуміти більше. Прем’єра — скоро!
Дякую! На вказану адресу надіслано листа для підтвердження підписки.
Читайте також
«Це стандартний театр»: що ексглава NASA думає про наміри росії полишити МКС
«Це стандартний театр»: що ексглава NASA думає про наміри росії полишити МКС
«Це стандартний театр»: що ексглава NASA думає про наміри росії полишити МКС
Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
Потрібне щось надійне та стабільне в хаотичному світі? Зверніть увагу на гравітацію: вона була однакова завжди
Дослідники темної енергії довели, що одна з основних сил — гравітація — залишалася константою завжди. Це значить, що Ейнштейн був правий, а нам доведеться розбиратися, що саме стоїть за нинішнім розширенням Всесвіту. Universe Today публікує велику історію про це відкриття. dev.ua дає основне. 
1 коментар
Репост новин змушує нас вважати себе розумнішими, але це не так. З лідерами думок теж працює, показує нове дослідження
Репост новин змушує нас вважати себе розумнішими, але це не так. З лідерами думок теж працює, показує нове дослідження
Репост новин змушує нас вважати себе розумнішими, але це не так. З лідерами думок теж працює, показує нове дослідження
Обмін новинними статтями з друзями та підписниками в соціальних мережах спонукає людей думати, що вони знають про теми цих статей більше, ніж вони знають насправді. І це працює з активними користувачами Facebook, що ставить під сумнів обізнаність ваших улюблених лідерів думок. Про це свідчить дослідження вчених з Техаського університету в Остіні. До речі, обов’язково покажіть цю статтю своїм друзям і репостніть у соцмережах.
За десять років айтішниць в Україні стало втричі більше, — дослідження Global Logic
За десять років айтішниць в Україні стало втричі більше, — дослідження Global Logic
За десять років айтішниць в Україні стало втричі більше, — дослідження Global Logic

Хочете повідомити важливу новину? Пишіть у Telegram-бот

Головні події та корисні посилання в нашому Telegram-каналі

Обговорення
Коментарів поки немає.