Эксперимент на станции «Тяньгун» подтвердил принцип эквивалентности Галилея
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Два облака атомов рубидия на китайской космической станции «Тяньгун» падали с почти одинаковым ускорением, сообщают исследователи 28 августа в журнале Science Advances. Ускорения совпали с точностью 0,05 тысячной доли процента. Результат подтверждает слабый принцип эквивалентности, лежащий в основе общей теории относительности Эйнштейна.
Ключевые факты
- Исследователи измерили относительные ускорения двух облаков холодных атомов рубидия на китайской космической станции «Тяньгун».
- Ускорения двух облаков совпали с точностью 0,05 тысячной доли процента.
- Атомы в каждом облаке имели разную массу из-за разного числа нейтронов в их атомных ядрах.
- Совпадение ускорений подтверждает эквивалентность гравитационной и инертной массы, известную как слабый принцип эквивалентности.
- Слабый принцип эквивалентности лежит в основе общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Эксперимент
Учёные воспроизвели гравитационный тест Галилея с атомами, падающими на орбите Земли. Два облака холодных атомов рубидия на китайской космической станции «Тяньгун» падали с почти одинаковым ускорением. Атомы в каждом облаке имели разную массу из-за разного числа нейтронов в их атомных ядрах. Исследователи измерили относительные ускорения двух облаков. Ускорения совпали с точностью 0,05 тысячной доли процента.
Подтверждение принципа эквивалентности
Совпадение ускорений подтверждает, что два разных способа определения массы эквивалентны. Гравитационная масса определяет, как объект реагирует на притяжение гравитации. Инертная масса определяет, насколько объект ускоряется при приложении определённой силы. Если два определения эквивалентны, влияние массы сокращается в уравнениях, и объекты разной массы будут падать с одинаковой скоростью в вакууме. Эта концепция известна как слабый принцип эквивалентности, и она лежит в основе общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Испытания в космосе
Учёные проверяли слабый принцип эквивалентности, сбрасывая объекты на Земле, включая атомы. Объекты на Земле могут падать лишь на ограниченное расстояние, что снижает точность испытаний. На орбите свободное падение может продолжаться бесконечно. Космические испытания падающих металлических цилиндров на спутнике ранее подтвердили слабый принцип эквивалентности. Атомы, в отличие от более крупных объектов, подчиняются законам квантовой физики, и стоит проверить, ведут ли они себя иначе.
1 источник
Время · отставание