Prinsip Teras Relativiti Am Baru Lulus Ujian Terketatnya

Prinsip teras Einstein teori umum relativiti baru sahaja melepasi ujian paling ketatnya.

Menggunakan satelit yang direka khas, pasukan saintis antarabangsa mengukur pecutan pasangan objek jatuh bebas di orbit Bumi. Keputusan berdasarkan data bernilai lima bulan menunjukkan pecutan tidak berbeza dengan lebih daripada satu bahagian dalam 1015menolak sebarang pelanggaran terhadap prinsip kesetaraan yang lemah sehingga ke skala itu.

The prinsip kesetaraan lemah adalah agak mudah untuk diperhatikan, menyatakan semua objek memecut secara sama dalam medan graviti yang sama apabila tiada pengaruh lain bertindak ke atasnya, tanpa mengira jisim atau komposisinya.

Ia mungkin paling terkenal ditunjukkan dengan kesan dramatik pada tahun 1971 apabila angkasawan Dave Scott menjatuhkan tukul dan bulu. serentak dari ketinggian yang sama sambil berdiri bulan. Tanpa rintangan udara untuk memperlahankan bulu, kedua-dua objek jatuh ke permukaan Bulan pada kelajuan yang sama.

Eksperimen baru, yang dipanggil MICROSCOPE dan diketuai oleh ahli fizik mendiang Pierre Touboul, agak lebih ketat daripada demonstrasi Scott. Ia melibatkan satelit mengelilingi Bumi dalam orbit dari 25 April 2016 sehingga penyahaktifan pada 18 Oktober 2018.

Pada masa ini, pasukan menjalankan berbilang percubaan menggunakan jisim yang digantung secara jatuh bebas, memberikan jumlah data selama lima bulan. Dua pertiga daripada data ini melibatkan pasangan jisim ujian komposisi yang berbeza, aloi titanium dan platinum. Baki sepertiga melibatkan pasangan rujukan jisim komposisi platinum yang sama.

Peralatan eksperimen menggunakan daya elektrostatik untuk memastikan kedua-dua jisim ujian dalam kedudukan yang sama berbanding satu sama lain. Jika terdapat sebarang perbezaan dalam pecutan – metrik yang dikenali sebagai Nisbah Eötvös – peralatan akan mencatatkan perubahan dalam daya elektrostatik yang menahan jisim di tempatnya.

Keputusan awal dikeluarkan pada 2017 menjanjikan, tidak menemui pelanggaran prinsip kesetaraan yang lemah hingga ke parameter Eötvös -1±9 x 10−15. Bagaimanapun, satelit itu masih beroperasi, dan menghasilkan data, yang bermaksud kerja itu tidak lengkap. Set data penuh mengukuhkan penemuan awal tersebut, mengekang parameter Eötvös kepada 1.1 x 10−15.

Ini adalah batas paling ketat pada prinsip kesetaraan yang lemah setakat ini, dan tidak mungkin akan diatasi tidak lama lagi. Ini bermakna bahawa saintis boleh terus bergantung kepada relativiti am dengan lebih yakin berbanding sebelum ini, dan meletakkan kekangan baharu pada persimpangan antara relativiti am dan mekanik kuantum, dua rejim yang beroperasi di bawah peraturan yang berbeza.

“Kami mempunyai kekangan baru dan lebih baik untuk mana-mana teori masa depan, kerana teori ini tidak boleh melanggar prinsip kesetaraan pada tahap ini,” jelas ahli astronomi Gilles Métris Balai Cerap Côte d’Azur di Perancis.

Ini adalah hasil yang menakjubkan, memandangkan peralatan, yang direka untuk berfungsi dalam persekitaran mikrograviti orbit Bumi, tidak dapat diuji sebelum dilancarkan. Memandangkan projek MICROSCOPE telah berjaya disiapkan, pasukan boleh menggunakan keputusan untuk mereka bentuk ujian yang lebih ketat.

Ujian ini akan membantu menyiasat batasan relativiti am, rangka kerja yang menerangkan graviti dalam ruang-masa fizikal. Walau bagaimanapun, pada skala atom dan subatomik, relativiti am rosak, dan mekanik kuantum mengambil alih. Para saintis telah cuba menyelesaikan perbezaan antara keduanya untuk beberapa waktu. Memikirkan dengan tepat di mana relativiti am terpecah boleh menjadi salah satu cara untuk melakukannya.

Kita tahu sekarang bahawa pecahan itu tidak berlaku kepada satu bahagian dalam 1015 untuk kesetaraan lemah. Penambahbaikan khusus yang boleh dibuat pada lelaran satelit seterusnya boleh menyiasatnya ke tahap satu bahagian dalam 1017. Walau bagaimanapun, itu akan mengambil sedikit masa untuk dicapai.

“Sekurang-kurangnya satu dekad atau mungkin dua, kami tidak melihat sebarang peningkatan dengan percubaan satelit angkasa,” kata jurutera fizik Manuel Rodrigues pusat penyelidikan aeroangkasa kebangsaan Perancis (ONERA).

Tetapi kami mengesyaki keputusan ini akan cukup untuk diteruskan buat masa ini.

Kerja luar biasa pasukan telah diterbitkan dalam Surat Semakan Fizikal dan isu khas Graviti Klasik dan Kuantum.

We would like to thank the author of this article for this incredible web content

Prinsip Teras Relativiti Am Baru Lulus Ujian Terketatnya


Take a look at our social media accounts and other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/