กาลิเลโอเช็ค: Fluff vs. Core

บนดวงจันทร์ค้อนและขนตกลงมาพร้อมกัน

ภารกิจขั้นตอนในวงโคจร: ดูจากศิลปิน

วัตถุทดสอบจากเบริลเลียมและไนโอเบียมนั้นซ้อนกันในอีกวัตถุหนึ่ง

ดาวเทียมของภารกิจ MICROSCOPE ของฝรั่งเศสจะดู

ในปี 1971 นักบินอวกาศเดฟสก็อตต์ซึ่งอยู่บนดวงจันทร์ยื่นแขนออกมาในระดับไหล่ถือค้อนหนึ่งอันและขนนกอีกตัวหนึ่ง ด้วยลมหายใจซึ้งน้อยลงโลกได้เห็นสิ่งที่เกิดขึ้นในโทรทัศน์ มันเป็นภาพที่แปลกมาก: ปากกาไม่เพียง แต่พังเท่านั้นมันพังลง (การบันทึกสามารถดาวน์โหลดเป็นภาพยนตร์ในรูปแบบ MOV) ในกรณีที่ไม่มีบรรยากาศวัตถุทั้งสองแตะพื้นผิวของดวงจันทร์อย่างเคร่งครัดในเวลาเดียวกัน:“ แต่กระนั้นมิสเตอร์กาลิเลโอพูดถูก” นักบินอวกาศสรุป การเร่งความเร็วที่แรงโน้มถ่วงให้นั้นขึ้นอยู่กับมวลหรือวัสดุที่ใช้ผลิตสิ่งของ ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์สิ่งนี้เรียกว่าหลักการของความเท่าเทียม: ความสามารถในการสลับสับเปลี่ยนของสนามแรงโน้มถ่วงหรือความเร่งเช่นความเฉื่อยของกรอบอ้างอิง

อย่างไรก็ตามข้อผิดพลาดของการทดลองกาลิเลโออยู่ที่ประมาณ 1% ทำให้ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสงสัยมากพอ ความแม่นยำสูงสุดที่ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือที่ทันสมัย ​​- ตัวอย่างเช่นการวัดความเร็วของดวงจันทร์โดยใช้การตรวจจับด้วยเลเซอร์ถึงเศษส่วนนับล้าน ๆ ล้าน แต่สิ่งนี้ไม่ได้สร้างความมั่นใจให้กับข้อสงสัย: ถ้าหลักการที่กาลิเลโอค้นพบ“ ไม่ทำงาน” ในระดับจุลทรรศนยิ่งขึ้น? “ ยังมีโอกาสเล็ก ๆ ที่ควรค่าแก่การสำรวจ” Clifford Will นักดาราศาสตร์กล่าว “ การตรวจจับการเบี่ยงเบนด้วยกล้องจุลทรรศน์ในผลของแรงโน้มถ่วงบนวัตถุที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันจะมีผลกระทบร้ายแรง” อันที่จริงนี่จะเป็นหลักฐานการทดลองที่จริงจังครั้งแรกที่สนับสนุนทฤษฎีสตริง

ในกรอบของทฤษฎีสตริงอนุภาคมูลฐานที่สสารถูกสร้างขึ้นนั้นจะถูกแทนด้วยการสั่นสะเทือนของสตริงที่มีขนาดบางและไม่มีมิติ เธออธิบายถึงความลึกลับของฟิสิกส์พื้นฐานหลายอย่าง แต่ตัวเธอเองก็ยังถกเถียงกันอยู่ มีทฤษฎีการแข่งขันหลายรุ่น และที่สำคัญที่สุด - มิติของความเชื่อโชคลางเป็นไปได้ยากที่จะสังเกตพวกมันอีกหลายปี ทฤษฎีสตริงบางรุ่นในทางทฤษฎีแสดงการมีอยู่ของกองกำลังที่อ่อนแอมากซึ่งส่งผลต่อปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของวัตถุขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมัน ดังนั้นการค้นพบการเบี่ยงเบนจากหลักการที่ค้นพบโดยกาลิเลโอแม้ว่ามันจะไม่ได้ยืนยันทฤษฎีอย่างสมบูรณ์และเอาคืนไม่ได้ก็จะให้การสนับสนุนอย่างจริงจัง

อย่างไรก็ตามการสังเกตการเบี่ยงเบนดังกล่าว (ถ้ามี) เป็นงานที่ยากมาก แรงโน้มถ่วงของตัวเองเป็นแรงที่ค่อนข้างอ่อนแอประมาณ 1, 036 เท่าของการอ่อนตัวลงของการปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และการเบี่ยงเบนตามการคำนวณของนักทฤษฎี“ superstring” นั้นอ่อนแอลงอีก 1, 013 ลำดับความสำคัญ นอกจากนี้พวกเขาจะต้องขึ้นอยู่กับวัสดุ - เช่นเดียวกับคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แสดงออกด้วยเหล็ก แต่ไม่ใช่พลาสติก ยกตัวอย่างเช่นตามทฤษฎีของซุปเปอร์สตาร์บางรุ่นกองกำลังใหม่ได้แสดงให้เห็นว่าตนเองมีปฏิสัมพันธ์กับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าของสสาร ยกตัวอย่างเช่นโปรตอนที่มีประจุบวกและนิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้าได้รับการพิจารณาเทียบเท่าจากมุมมองของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเนื่องจากมีมวลเท่ากันในทางปฏิบัติ แต่ตามสมมติฐานหลายประการคุณสมบัติความโน้มถ่วงที่พวกมันแสดงจะแตกต่างกันเล็กน้อย

จนถึงปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานการทดลองใด ๆ เกี่ยวกับสมมติฐานเหล่านี้และเมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่มได้เสนอภารกิจอวกาศเมื่อไม่นานมานี้ซึ่งสามารถทำการตรวจวัดด้วยความแม่นยำที่ไม่สามารถใช้งานได้ก่อนหน้านี้ “ ที่จริงแล้วสิ่งที่ต้องทำก็คือการวัดความแตกต่างเล็ก ๆ ในการเร่งร่างกายจากสารต่าง ๆ ” Clifford Will กล่าว “ บนโลกเวลาฤดูใบไม้ร่วงมี จำกัด แต่วัตถุในวงโคจรใกล้โลกลดลงอย่างแท้จริงตลอดเวลาและความแตกต่างที่เล็กที่สุดนั้นเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไปพวกเขาสามารถสังเกตได้”

ภารกิจ STEP (การทดสอบดาวเทียมของหลักการเทียบเท่า) ได้รับการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ความแม่นยำสูงถึงหนึ่งล้านล้านล้าน (10−18) ไวกว่า 100, 000 เท่ากว่า 100, 000 เท่า สำหรับการวัดไม่ใช่สอง แต่ใช้วัตถุสี่ชนิดจากเบริลเลียมและไนโอเบียมในครั้งเดียว - สิ่งนี้ช่วยลดอิทธิพลของข้อผิดพลาดและความไม่ถูกต้องต่างๆ วัตถุทั้งหมดจะถูกวางไว้ในเรือ Dewar ที่เต็มไปด้วยฮีเลียมเหลวซึ่งจะปกป้องพวกเขาจากความผันผวนของอุณหภูมิและถังถูกล้อมรอบด้วยโล่ที่ทำจากตัวนำยิ่งยวดที่ปกป้องมันจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก เครื่องยนต์ที่มีแรงขับขนาดเล็กควรชดเชยผลกระทบจากการชะลอตัวของดาวเทียมด้วยสารตกค้างในชั้นบรรยากาศ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวตัวอย่างการทดสอบทั้งหมดควรคงไว้ซึ่งการจัดเรียงร่วมกันในฤดูใบไม้ร่วงฟรี แต่ถ้าองค์ประกอบใหม่ของแรงโน้มถ่วงมีอยู่จริงพวกมันจะเปลี่ยนสัมพัทธ์เล็กน้อย

ภารกิจ MICROSCOPE อีกภารกิจหนึ่ง (Micro-Satellite àtraînéeCompensée pour l'Observation du Principe d'Equivalence) ได้รับการพัฒนาโดยนักดาราศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2010 MICROSCOPE ใช้วัตถุทดสอบสองชุดและความแม่นยำโดยประมาณควรอยู่ที่ 1 ล้านล้าน -15)

การทดลองครั้งที่สามจัดทำโดยชาวอิตาเลียน ดาวเทียมกาลิเลโอกาลิลีทำหน้าที่เหมือนกับดาวเทียมอื่น แต่มันจะหมุนรอบแกนของมันด้วยความถี่ 2 รอบต่อวินาที ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์แจกรบกวนเล็กน้อยจากกองกำลังภายนอกประมาณเท่า ๆ กันในทุกทิศทางพยายามทำลายผลของพวกเขา เป็นผลให้ได้ความละเอียด 100 ล้านในพันล้าน (10−17)

เป็นการยากที่จะบอกล่วงหน้าว่าอุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งที่กำลังจะมาถึงสามารถตรวจจับความเบี่ยงเบนจากปฏิกิริยาความโน้มถ่วงซึ่งอธิบายโดยทฤษฎีดั้งเดิม แม้แต่ทฤษฎีสตริงเองก็ไม่ได้ให้ความเข้าใจในขั้นสุดท้ายว่าความเบี่ยงเบนที่ควรจะแข็งแกร่งเพียงใด: บางทีพวกมันอาจใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อที่ว่าดาวเทียมดวงใหม่จะไร้พลัง Clifford Will จะไม่เชื่อว่าพวกเขามีอยู่จริงเพราะนี่จะหมายถึงการปฏิวัติทั้งหมดในความคิดของเราเกี่ยวกับจักรวาล

อ่านเพิ่มเติม:“ ไอน์สไตน์ไม่ได้คิดอะไรเกี่ยวกับอะไร”, และอีกมากมายเกี่ยวกับทฤษฎีของความเชื่อโชคลาง:“ คอนเสิร์ตสตริงเพื่อจักรวาล”

ตามที่นาซาตีพิมพ์

แนะนำ

เคมีเคมีทุกจานสีน้ำเงิน: รีเอเจนต์
2019
10 โรคที่แปลกที่สุด
2019
หัวเว่ย Mate 30 Pro ทดสอบใน AnTuTu
2019