Teori Relativiti Einstein yang Membengkokkan Minda Melepasi Satu Lagi Ujian Besar

Apa yang sedang berlaku

Para saintis menghantar satelit ke angkasa lepas untuk menguji prinsip kesetaraan lemah Einstein dengan ketepatan yang melampau.

Mengapa ia penting

Prinsip kesetaraan lemah adalah penting kepada relativiti am, jadi keputusan ujian ini menawarkan lebih banyak sokongan untuk teori teras alam semesta kita.

Pada tahun 1916, Albert Einstein berani mengisytiharkan bahawa Isaac Newton salah tentang graviti. Tidak, katanya, ia bukan kuasa misteri yang terpancar dari Bumi.

Sebaliknya, Einstein membayangkan bahawa ruang dan masa dipintal dalam grid antara dimensi, dan tali grid ini seperti klip kertas yang tidak digulung. Boleh dibengkokkan; boleh dibentuk. Ia hanya kerana kita wujud di dalam jaringan tidak ketara seperti ini, dia percaya, bahawa tubuh manusia sederhana kita mengalami fasad kuasa yang menahan kita ke tanah. Kami memanggil graviti itu.

(Jika itu menyakitkan otak anda, jangan risau, berikut adalah artikel yang didedikasikan untuk memecahkan konsep ini.)

Dan sementara ahli matematik genius itu merujuk kepada tanggapan yang membingungkan ini sebagai teori relativiti amnya, tajuk yang melekat, rakan-rakannya memanggilnya “tidak praktikal dan tidak masuk akal sama sekali,” tajuk yang tidak. Terhadap semua kemungkinan, idea Einstein yang membosankan masih belum goyah. Premisnya tetap benar pada skala terkecil dan skala besar yang tidak dapat difahami. Pakar telah cuba membuat lubang di dalamnya sekali lagidan sekali lagi dan sekali lagitetapi relativiti am sentiasa berlaku.

Dan pada hari Rabu, terima kasih kepada percubaan satelit yang bercita-cita tinggi, saintis mengumumkan bahawa, sekali lagi, relativiti am telah membuktikan dirinya sebagai kebenaran asas alam semesta kita. Pasukan itu menjalankan apa yang dipanggil “ujian paling tepat” bagi salah satu aspek utama relativiti am, yang dinamakan prinsip kesetaraan lemah, dengan misi yang digelar Mikroskop.

“Saya telah mengusahakan subjek ini selama lebih daripada 20 tahun, dan saya menyedari nasib yang saya miliki untuk menjadi pengurus projek instrumen sains dan penyiasat bersama misi ini,” kata Manuel Rodrigues, seorang saintis di makmal aeroangkasa Perancis. ONERA dan pengarang kajian baharu, diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.

“Ini sangat jarang untuk meninggalkan keputusan yang luar biasa dalam sejarah fizik.”

Gambaran bagaimana relativiti Einstein membayangkan alam semesta.

Zooey Liao/CNET

Apakah prinsip kesetaraan lemah?

The prinsip kesetaraan lemah adalah satu yang pelik.

Ia hampir mengatakan semua objek dalam medan graviti mesti jatuh dengan cara yang sama apabila tiada daya lain bertindak ke atasnya — Saya bercakap tentang gangguan luar seperti angin, seseorang menendang objek itu, objek lain melanggarnya, anda mendapat idea.

Dan ya, apabila saya menyebut semua objek, saya maksudkan semua objek. Bulu; sebuah piano; bola keranjang; kau dan aku; apa sahaja yang anda boleh bayangkan, benar-benar, mengikut prinsip ini mesti jatuh dengan cara yang sama.

Projek Mikroskop menghantar satelit ke orbit Bumi yang mengandungi dua objek: aloi platinum dan aloi titanium. “Pemilihan adalah berdasarkan pertimbangan teknologi, ” kata Rodrigues, seperti sama ada bahan itu mudah dan boleh dibuat di makmal.

Tetapi yang paling penting untuk memahami prinsip kesetaraan lemah, atau WEP, aloi ini diletupkan ke orbit Bumi kerana bahan di atas sana wujud dalam medan graviti planet kita tanpa sebarang daya lain bertindak ke atasnya. Sesuai untuk kriteria ujian. Apabila satelit berada di angkasa, para penyelidik mula menguji, untuk tahunsama ada bit platinum dan bit titanium jatuh dengan cara yang sama semasa mereka mengorbit Bumi.

Mereka melakukannya — pada tahap yang sangat tepat.

“Bahagian paling mendebarkan semasa projek itu adalah untuk membangunkan instrumen dan misi yang tidak pernah dilakukan oleh sesiapa pun sebelum ini pada tahap ketepatan sedemikian — dunia baharu untuk diterokai,” kata Rodrigues. “Sebagai perintis dunia baharu ini, kami menjangka setiap saat akan menghadapi fenomena yang tidak pernah dilihat sebelum ini kerana kami adalah orang pertama yang masuk.”

Struktur gangsa silinder yang memegang peranti saintifik, dengan bahagian bawah runcing

Kapsul yang digunakan semasa misi Mikroskop.

ZARM/Selig – ONERA 2013

Jika anda meminati teknikal, keputusan percubaan menunjukkan bahawa pecutan kejatuhan satu aloi berbeza daripada yang lain dengan tidak lebih daripada satu bahagian dalam 10^15. Perbezaan di luar kuantiti ini, kata para penyelidik, bermakna WEP dilanggar oleh pemahaman semasa kita tentang teori Einstein.

Untuk masa depan, pasukan itu sedang menjalankan misi susulan yang dipanggil Microscope 2, yang Rodrigues berkata akan menguji prinsip kesetaraan lemah 100 kali lebih baik.

Walau bagaimanapun, ini mungkin baik kerana ia akan mendapat sekurang-kurangnya satu dekad atau lebih, kata para penyelidik.

Hebat, apakah maksud ini untuk saya?

Dari satu segi, keteguhan teori relativiti am adalah sejenis masalah. Itu kerana walaupun ia adalah rangka tindakan yang penting untuk memahami alam semesta kita, ia bukanlah sahaja pelan tindakan.

Kami juga mempunyai binaan seperti model standard fizik zarah, yang menerangkan cara perkara seperti atom dan boson berfungsi, dan mekanik kuantum, yang menyumbang kepada perkara seperti elektromagnetisme dan ketidakpastian kewujudan.

Tetapi inilah kaveatnya.

Kedua-dua konsep ini kelihatan tidak boleh dipecahkan seperti relativiti am, namun tidak serasi dengannya. Jadi… ada sesuatu yang tidak kena. Dan ada sesuatu yang menghalang kita daripada mencipta cerita bersatu tentang alam semesta fizikal. The model standardcontohnya, terkenal tidak dapat menjelaskan gravitidan relativiti am tidak benar-benar menganggap fenomena kuantum. Ia seperti pertempuran besar untuk menjadi teori muktamad.

Empat saintis, dalam pakaian hijau pudina dan jaring rambut, berdiri di sebelah peranti bersaiz ketuhar yang dibalut dengan kerajang emas

Pasukan Mikroskop berdiri dengan peralatan satelit, ke kanan.

ONERA/Rodrigues 2016

“Sesetengah teori menjangkakan gandingan antara graviti dan beberapa parameter elektromagnet,” Rodrigues ditawarkan sebagai contoh. “Gandingan ini tidak wujud dalam teori Einstein, itulah sebabnya WEP wujud.”

Kita mendapati diri kita berada di persimpangan jalan.

Tetapi sisi baiknya ialah sebahagian besar saintis menganggap semua teori ini belum selesai. Oleh itu, jika kita boleh mencari jalan untuk selesai mereka – cari gandingan baharu, contohnya, seperti yang dikatakan Rodrigues, atau kenal pasti zarah baharu untuk ditambah pada model standard – yang mungkin membawa kita kepada kepingan teka-teki alam semesta kita yang hilang.

“Ia sepatutnya menjadi revolusi dalam fizik, ” kata Rodrigues, tentang melanggar WEP. “Ini bermakna kita menemui kuasa baru, atau mungkin zarah baru seperti graviton – ia adalah grail ahli fizik.”

We would love to give thanks to the writer of this short article for this remarkable content

Teori Relativiti Einstein yang Membengkokkan Minda Melepasi Satu Lagi Ujian Besar


You can find our social media profiles , as well as the other related pageshttps://paw6.info/related-pages/