Genel Göreliliğin Temel Bir İlkesi Şimdiye Kadarki En Sıkı Testini Geçti: ScienceAlert

Einstein’ın genel görelilik kuramının temel bir ilkesi, henüz en katı testini geçti.

Uluslararası bir bilim adamları ekibi, özel olarak tasarlanmış bir uydu kullanarak, Dünya’nın yörüngesindeki serbest düşen nesne çiftlerinin ivmelerini ölçtü. Beş aylık verilere dayanan sonuçlar, ivmelerin 10’da birden fazla fark göstermediğini gösterdi.15bu ölçeğe kadar zayıf denklik ilkesine yönelik herhangi bir ihlalin dışlanması.

Zayıf denklik ilkesini gözlemlemek nispeten basittir, kütleleri veya bileşimleri ne olursa olsun, üzerlerinde başka hiçbir etki olmadığında tüm nesnelerin aynı yerçekimi alanında aynı şekilde hızlandığını belirtir.

Belki de en ünlü dramatik etkisi 1971’de astronot Dave Scott’ın bir çekiç ve bir tüy düşürmesiyle kanıtlanmıştır. eşzamanlı üzerinde dururken aynı yükseklikten ay. Tüyü yavaşlatmak için hava direnci olmadan, iki nesne Aynı hızla Ay’ın yüzeyine düştü.

MICROSCOPE adı verilen ve geç fizikçi Pierre Touboul tarafından yönetilen yeni deney, Scott’ın gösterisinden biraz daha titizdi. 25 Nisan 2016’dan 18 Ekim 2018’de devre dışı bırakılana kadar Dünya üzerinde yörüngede dönen bir uydu içeriyordu.

Bu süre boyunca ekip, serbest düşüşte askıya alınan kütleleri kullanarak birden fazla deney yaparak toplam beş aylık veri sağladı. Bu verilerin üçte ikisi, farklı bileşimlerin, titanyum ve platin alaşımlarının test kütlelerinin çiftlerini içeriyordu. Kalan üçüncüsü, aynı platin bileşimine sahip bir referans kütle çifti içeriyordu.

Deney ekipmanı, iki test kütlesini birbirine göre aynı konumda tutmak için elektrostatik kuvvetler kullandı. İvmede herhangi bir fark varsa – Eötvös oranı olarak bilinen bir metrik – ekipman, kütleleri yerinde tutan elektrostatik kuvvetlerdeki değişiklikleri kaydeder.

2017’de yayınlanan erken sonuçlar umut vericiydi ve -1±9 x 10’luk bir Eötvös parametresine kadar zayıf denklik ilkesinin ihlal edilmediğini tespit etti.-15. Ancak, uydu hala çalışır durumdaydı ve veri üretiyordu, bu da işin tamamlanmadığı anlamına geliyordu. Tam veri kümesi, Eötvös parametresini 1,1 x 10 ile sınırlayarak bu erken bulguları pekiştiriyor-15.

Bu, bugüne kadarki zayıf denklik ilkesinin en sıkı sınırıdır ve yakın zamanda aşılması pek olası değildir. Bu, bilim adamlarının genel göreliliğe her zamankinden daha fazla güvenmeye devam edebilecekleri ve farklı kurallar altında işleyen iki rejim olan genel görelilik ile kuantum mekaniği arasındaki kesişime yeni kısıtlamalar getirebilecekleri anlamına geliyor.

Fransa’daki Côte d’Azur Gözlemevi’nden gökbilimci Gilles Métris, “Gelecekteki herhangi bir teori için yeni ve çok daha iyi kısıtlamalarımız var, çünkü bu teoriler bu düzeyde denklik ilkesini ihlal etmemelidir” diye açıklıyor.

Dünya yörüngesinin mikro yerçekimi ortamında çalışmak üzere tasarlanan ekipmanın fırlatılmadan önce test edilemeyeceği göz önüne alındığında, bu muhteşem bir sonuçtur. MICROSCOPE projesi başarıyla tamamlandığına göre, ekip sonuçları daha da sıkı bir test tasarlamak için kullanabilir.

Bu testler, fiziksel uzay-zamandaki yerçekimini tanımlayan bir çerçeve olan genel göreliliğin sınırlarını araştırmaya yardımcı olacaktır. Ancak atomik ve atom altı ölçeklerde genel görelilik çöker ve kuantum mekaniği devreye girer. Bilim adamları bir süredir ikisi arasındaki farkları çözmeye çalışıyorlar. Genel göreliliğin tam olarak nerede bozulduğunu bulmak, bunu yapmanın bir yolu olabilir.

Artık biliyoruz ki bu bozulma 10’da bire inmiyor.15 zayıf denklik için Uydunun bir sonraki yinelemesinde yapılabilecek özel iyileştirmeler, uyduyu 10’da bir parça düzeyine indirebilir.17. Ancak bunun gerçekleşmesi biraz zaman alacak.

Fransız ulusal havacılık araştırma merkezinden (ONERA) fizik mühendisi Manuel Rodrigues, “En az bir on yıl ya da belki iki yıldır, bir uzay uydu deneyi ile herhangi bir gelişme görmüyoruz” diyor.

Ancak bu sonuçların şimdilik devam etmek için yeterli olacağından şüpheleniyoruz.

Takımın inanılmaz çalışması yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları ve özel bir sayı Klasik ve Kuantum Yerçekimi.

Leave a Comment