Einstein mentális-hajlító relativitáselmélete újabb hatalmas próbán ment át

1916-ban, Albert Einstein ki merte állítani, hogy Isaac Newton tévedett a gravitációról. Nem, mondta, ez nem egy titokzatos erő, amely a Földről árad.

Einstein ehelyett azt képzelte, hogy a tér és az idő egy többdimenziós hálózatba csavarodnak, és ennek a hálózatnak a szalagjai olyanok, mint a kicsomagolt papírdarabok. Hajlítható, formázható. Azt hitték, hogy egyszerű emberi testünk csak azért tapasztalja meg, mert egy ilyen megfoghatatlan hálózaton belül létezünk hamis megjelenés Tarts minket erősen a földhöz. Ezt nevezzük gravitációnak.

(Ha bántja az agyát, ne aggódjon, itt van egy cikk rombolja le ezt a koncepciót.)

És bár a zseniális matematikus általános relativitáselméleteként emlegette ezt a rejtélyes ötletet, amely cím ragadt meg, a többiek „teljesen gyakorlatiasnak és nevetségesnek” nevezték, de ez nem így volt. Minden ellentmondás ellenére, Einstein észbontó ötlete még mindig megingott. Épületei kisebb és megmagyarázhatatlanul nagy léptékben is igazak maradnak. A szakértők megpróbáltak lyukakat csinálni rajta többszörÉs a többször És a többszörde mindig az általános relativitáselmélet érvényesül.

Szerdán pedig egy ambiciózus műholdkísérletnek köszönhetően a tudósok ismét bejelentették, hogy az általános relativitáselmélet világegyetemünk alapvető tényének bizonyult. A csapat elvégezte az általános relativitáselmélet egyik kulcsfontosságú aspektusának, a gyenge ekvivalencia elvének nevezett „legpontosabb tesztjét”, a mikroszkópnak nevezett feladattal.

„Több mint 20 éve dolgozom ezen a témán, és rájöttem, hogy lehetőségem van tudományos műszer projektmenedzsereként és társkutatóként lenni ebben a küldetésben” – mondta Manuel Rodriguez, a Francia Űrlaboratórium tudósa. ONERA és egy új tanulmány szerzője, Megjelent a Physical Review Letters-ben.

„Nagyon ritka, hogy ilyen figyelemre méltó eredmény maradjon a fizika történetében.”

Mi a gyenge ekvivalencia elve?

Az Gyenge ekvivalencia elv Ez furcsa.

Nagyjából azt mondja, hogy a gravitációs térben lévő összes objektumnak ugyanúgy le kell esnie, ha semmilyen más erő nem hat rájuk – olyan külső interferenciáról beszélek, mint a szél, ha valaki megrúg egy tárgyat, egy másik tárgy eltalálja, akkor kap egy ötletet.

És igen, amikor mindent kimondok, akkor mindenre gondolok. madártoll; zongora; Kosárlabda; te és én; Bármi, amit el tud képzelni, ennek az elvnek megfelelően, pontosan ugyanúgy kell esnie.

A mikroszkóp projekt egy műholdat küldött a Föld pályájára, amely két tárgyat tartalmazott: egy platina és egy titán tuskót. „A választás technikai megfontolásokon alapult”, például, hogy az anyagok könnyen és megvalósíthatók-e a laboratóriumban, mondta Rodrigues.

De ami még fontosabb a gyenge ekvivalencia elv vagy a WEP megértéséhez, ez az ötvözet azért robbant fel a Föld pályáján, mert az ott lévő anyag bolygónk gravitációs mezőjében található, és semmilyen más erő nem hat rá. Tökéletes a szabványok teszteléséhez. Miután a műhold elérte az űrt, a kutatók elkezdték tesztelni, éveken átakár mártott platina bitek és titán bitek Ugyanúgy miközben a föld körül keringtek.

Megtették – nagyon pontosan.

„A projekt legizgalmasabb része egy olyan eszköz és feladat kifejlesztése volt, amelyet még senki sem végzett el ilyen pontossággal – egy új felfedezésre váró világot” – mondta Rodriguez. „Az új világ úttörőiként minden pillanatban arra számítottunk, hogy olyan jelenségekkel találkozunk, amelyeket korábban soha nem tapasztaltunk, mert mi voltunk az elsők, akik beléptünk.”

Ha valakit a műszaki szempontok érdekelnek, a kísérlet eredményei azt mutatták, hogy az egyik ötvözet esésgyorsulása legfeljebb 1 résszel tér el a másik ötvözetétől 10^15-ben.A kutatók szerint az ezen mennyiséget meghaladó eltérés szabálysértést jelent. Einstein elméletének jelenlegi értelmezése szerint.

A jövőre nézve a csapat a Microscope 2 nevű nyomon követési küldetésen dolgozik, amely Rodrigues szerint százszor jobban teszteli a gyenge ekvivalencia elvét.

Ez azonban olyan jó lehet, mint legalább egy évtizedig, mondják a kutatók.

Remek, mit jelent ez nekem?

Bizonyos értelemben az általános relativitáselmélet merevsége némileg problémát jelent. Ez azért van így, mert bár ez egy alaprajz az univerzumunk megértéséhez, nem az Éppen Rendszer.

Vannak olyan konstrukcióink is, mint a részecskefizikai szabványmodell, amely elmagyarázza az olyan dolgok működését, mint az atomok és a bozonok, és a kvantummechanika, amely megmagyarázza az elektromágnesességet és a létezés bizonytalanságát.

De ez a figyelmeztetés.

Mindkét fogalom megtörhetetlennek tűnik, mint az általános relativitáselmélet, de összeegyeztethetetlenek vele. Szóval… valami baj van. És ez a dolog megakadályoz minket abban, hogy egységes történetet alkossunk a fizikai univerzumról. Az Alapformapéldául, Híres nem tudja megmagyarázni a gravitációtés az általános relativitáselmélet Ne nagyon nézd a kvantumjelenségeket. Hatalmas csata a végső elméletért.

„Egyes elméletek a gravitáció és bizonyos elektromágneses paraméterek közötti kapcsolatot jósolják” – mondta Rodriguez példaként. „Ez a csatolás nem létezik Einstein elméletében, ezért létezik a WEP.”

Válaszút előtt találjuk magunkat.

De a jó oldala az, hogy a tudósok túlnyomó többsége Fontolja meg ezeket az elméleteket befejezetlen. Szóval, ha valahogy megtaláljuk a módját befejező Ezek közül – például egy új csatolás felkutatása, mondja Rodrigues, vagy egy új részecske azonosítása, amelyet a Standard Modellhez adunk – elvezethet minket univerzumunk rejtvényének hiányzó darabjaihoz.

„A fizika forradalmának kell lennie” – mondta Rodriguez a WEP feltöréséről. „Ez azt jelentené, hogy találtunk egy új erőt, vagy talán egy új részecskét, mint a graviton – ez a trófea a fizika világában.”