爱因斯坦的心理弯曲相对论通过了另一个巨大的考验

1916 年， 阿尔伯特爱因斯坦敢说艾萨克牛顿错了 关于重力。 不，他说，这不是来自地球的神秘力量。

相反，爱因斯坦想象空间和时间被扭曲成一个多维网络，这个网络的韧带就像展开的纸片。 可弯曲，可塑。 人们认为，正是因为我们存在于这种无形的网络中，我们简单的人体体验 假装 把我们牢牢地抱在地上。 我们称之为重力。

（如果它伤到你的大脑，别担心，这里有一篇专门针对 破坏这个概念.)

虽然这位天才数学家将这个令人费解的想法称为他的广义相对论，但这个名称一直存在，但同行称其为“完全不切实际和荒谬”，但并没有。 尽管困难重重，爱因斯坦令人麻木的想法仍未动摇。 它的建筑在较小和​​莫名其妙的大尺度上都是真实的。 专家们试图在其中挖洞 反复和 反复 和 反复，但广义相对论总是占上风。

周三，由于一项雄心勃勃的卫星实验，科学家们再次宣布，广义相对论已被证明是我们宇宙的基本事实。 该团队对广义相对论的关键方面之一（称为弱等效原理）进行了所谓的“最准确测试”，任务被称为显微镜。

“我在这个话题上工作了 20 多年，我意识到我有机会成为这项任务的科学仪器项目经理和联合研究员，”法国空间实验室的科学家 Manuel Rodriguez 说。 ONERA 和一项新研究的作者， 发表于物理评论快报.

“在物理学史上留下如此非凡的成果是非常罕见的。”

弱对等原理是什么？

这 弱等价原则 它很奇怪。

它几乎说，当没有其他力影响它们时，引力场中的所有物体都应该以相同的方式下落——我说的是像风这样的外部干扰，有人踢一个物体，另一个物体撞击它，你就会明白了。

是的，当我说所有事情时，我的意思是所有事情。 羽毛; 钢琴; 篮球; 你和我; 任何你能想象到的东西，真的，根据这个原则，都应该以同样的方式落下。

显微镜项目将一颗卫星送入地球轨道，其中包含两个物体：铂锭和钛锭。 Rodrigues 说：“选择是基于技术考虑”，例如这些材料在实验室中制造是否容易和可行。

但更重要的是要了解弱等效原理或 WEP，这种合金已经在地球轨道上爆炸，因为那里的材料存在于我们星球的引力场中，没有其他力影响它。 非常适合测试标准。 一旦卫星到达太空，研究人员就开始测试， 多年是否浸铂钻头和钛钻头 以同样的方式 当他们绕地球运行时。

他们做到了——达到了非常精确的程度。

“项目期间最令人兴奋的部分是开发一种工具和一项任务，这是以前没有人以这种精度水平完成的——一个需要探索的新世界，”罗德里格斯说。 “作为这个新世界的开拓者，我们每时每刻都希望遇到前所未有的现象，因为我们是第一个进入的。”

如果您对技术方面感兴趣，实验结果表明，一种合金的下落加速度与另一种合金在 10^15 中的差异不超过 1 份。研究人员表示，超过此数量的差异意味着违规通过我们目前对爱因斯坦理论的理解来理解 WEP。

对于未来，该团队正在开展一项名为“显微镜 2”的后续任务，罗德里格斯说，这将使弱等效原理的测试效果提高 100 倍。

然而，研究人员表示，这可能会在至少十年左右的时间内保持良好状态。

太好了，这对我意味着什么？

在某种程度上，广义相对论的刚性有点问题。 这是因为虽然它是理解我们宇宙的基本蓝图，但它不是 只是 方案。

我们也有像粒子物理学的标准模型这样的结构，它解释了原子和玻色子是如何工作的，还有量子力学，它解释了电磁学和存在的不确定性。

但这是警告。

这两个概念似乎都像广义相对论一样牢不可破，但它们却与之格格不入。 所以……一定有什么问题。 而这件事阻止了我们创造一个物理宇宙的统一故事。 这 标准格式， 例如， 著名无法解释重力和广义相对论 不要真正看量子现象. 成为终极理论是一场巨大的战斗。

“一些理论预测重力和一些电磁参数之间的耦合，”罗德里格斯举例说。 “这种耦合在爱因斯坦的理论中不存在，这就是 WEP 存在的原因。”

我们发现自己正处于十字路口。

但好的一面是，绝大多数学者 考虑所有这些理论 不完整. 所以，如果我们能以某种方式找到方法 结尾 他们——例如，找到一个新的耦合，罗德里格斯说，或者选择一个新的粒子添加到标准模型中——这可能会导致我们找到我们宇宙之谜的缺失部分。

“这应该是一场物理学革命，”罗德里格斯谈到打破 WEP 时说。 “这意味着我们发现了一种新的力量，或者可能是一种像引力子这样的新粒子——它是物理学界的奖杯。”