Pasywna masa grawitacyjna i aktywna masa grawitacyjna są zawsze równoważne – Badanie

Jednym z podstawowych założeń fizyki podstawowej jest to, że różne właściwości masy — ciężar, bezwładność i grawitacja — zawsze pozostają stałe w stosunku do siebie. Bez tej równoważności teoria względności Einsteina byłaby sprzeczna, co wymagałoby rewizji obecnych podręczników fizyki.

Zasada równoważności została do tej pory zweryfikowana przez wszystkie pomiary, choć zgodnie z teorią kwantową musi dojść do naruszenia. Ze względu na tę rozbieżność między teorią grawitacji Einsteina a współczesną teorią kwantową kluczowe znaczenie ma dokładniejsze sprawdzenie zasady równoważności.

Nowe badanie przeprowadzone przez zespół naukowców z Uniwersytetu Leibniza w Hanowerze i Uniwersytetu w Bremie potwierdza inną zasadę równoważności ze 100 razy większą dokładnością, wskazując, że pasywna masa grawitacyjna i aktywna masa grawitacyjna są zawsze równoważne. Ta zasada równoważności obowiązuje niezależnie od konkretnego składu zaangażowanych odbiorców.

Nasz ciężar na Ziemi wynika z odpowiedzi grawitacyjnej generowanej przez ujemną masę grawitacyjną. Siła grawitacji obiektu, a dokładniej zakres jego pola grawitacyjnego, jest mierzona jego energetyczną masą grawitacyjną. Równoważność tych właściwości jest kluczowa dla ogólnej teorii względności. W rezultacie dokładniej zbadano równoważność masy bezwładnościowej i biernej grawitacji oraz równoważność masy biernej i czynnej grawitacji.

Jeśli pasywna i czynna masa grawitacyjna nie są równe, a ich stosunek zmienia się w zależności od materiału, to obiekty wykonane z różnych materiałów o różnych środkach masy będą przyspieszać. Księżyc musi przyspieszać, ponieważ składa się z żelaznego rdzenia i aluminiowej skorupy, których środki masy równoważą się.

uczeni zauważyli, „Ta hipotetyczna zmiana prędkości może być zmierzona z dużą precyzją za pomocą 'lunety laserowej’. Obejmuje to kierowanie laserów z Ziemi do księżycowych reflektorów umieszczonych tam przez misje Apollo i radziecki program Luna. Od tego czasu podróż w obie strony rejestrowano czasy działania laserów”.

Zespół badawczy zbadał wpływ różnicy masy poprzez analizę Dane Lunar Laser Range były zbierane przez 50 lat od 1970 do 2022. Oznacza to, że pasywna i aktywna masa grawitacyjna wynosi około 14 miejsc po przecinku, ponieważ nie wykryto żadnego efektu. Poprzednie najlepsze badanie z 1986 roku było 100 razy mniej dokładne niż to oszacowanie”.

W ramach tych badań Instytut Geodezji LUH przeanalizował pomiary zasięgu lasera na powierzchni Księżyca, w tym analizę błędów i interpretację wyników.

Odniesienie do czasopisma:

1. Vishwa Vijay Singh, Jürgen Müller, Liliane Biskupek, Eva Hackmann i Claus Lämmerzahl przetestowali aktywne i pasywne równanie masy grawitacji za pomocą laserów na powierzchni Księżyca. fizyka Wielebny Litt. 131, 021401 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.021401