アルバート アインシュタインの一般相対性理論の重要な信条は、飛行色でさらに別のテストに合格しました。宇宙で初めてです。フランスの人工衛星による実験で、相対論が示すように、質量の異なる物体が重力下でまったく同じ速度で落下することが示されました。この結果は、400 年以上前にガリレオ ガリレイによって最初にテストされた等価原理のこれまでで最も正確な確認です。ゲインズビルにあるフロリダ大学の理論物理学者 Clifford Will は次のように述べています。
物理学者が等価原理を精査するのは、何らかの違反が、一般相対性理論と量子理論の間の長年にわたる行き詰まりを解決する可能性のある新しい自然の力を示している可能性があるためです。 MICROSCOPE と呼ばれるこの衛星は、2 つの小さな試験質量の加速度が約 100 兆分の 1 (10) になることを発見しました。地球の自転に対する重さ。
2016 年 4 月にフランスの宇宙機関 CNES によって打ち上げられた 2 億ユーロの MICROSCOPE は、地球の振動を回避することで利益を得ています。それは、長さ数センチメートルの一対の同心円柱シェルに依存しています。外側のシリンダーはチタンとアルミニウムの合金でできており、内側のシリンダーはより高密度のプラチナとロジウムで構成されています。宇宙船が地球を周回するとき、円柱は継続的に自由落下します。電極はそれらの位置を監視し、小さな電圧を印加して迷子になるたびに静電的に微調整することにより、それらを中心に保ちます。人工衛星が 1.5 時間の軌道を描くとき、2 つの印加電圧の差の特徴的な上昇と下降は、円柱の一方が他方よりもわずかに速く落下していることを示し、等価原理に違反していることを示します。
衛星による 1500 回以上の軌道の後、MICROSCOPE チーム (フランス、ドイツ、オランダ、および英国の研究者による) は、そのような信号を発見しなかったと、Physical Review Letters で受理された論文で報告しています。 .来年のミッション終了までにさらに 900 回の研究を行うことで、チームは 1000 兆分の 1 の等価原理を確認するという目標に到達する可能性があります。
ウィルによれば、これまでの測定結果は、等価性の違反を予測する相対性理論の特定の代替案を排除していません。それにもかかわらず、彼は、新しい物理学が潜んでいる場合に備えて、感度を上げ続けることが重要であると主張しています. 「そこに着くまではわかりません」と彼は言います。
提案されたイタリアの衛星は、適切にガリレオ・ガリレイと名付けられ、10 分の 1 の精度と同等かどうかをテストします。その一部は、高速で回転し、よりゆっくりと変化する系統的効果から信号を分離することによって行われます。カリフォルニア州パロアルトにあるスタンフォード大学の研究者は、ノイズ低減極低温技術を使用して 10 分の 1 の部分に到達することを目指す衛星を提案しました。さらに別の研究者は、ボース アインシュタイン凝縮体 (単一の量子波として振る舞う冷たい原子の雲) を使用して、厳しい限界に到達しようとしています。
イタリアのピサ大学の物理学者でガリレオ・ガリレイの主任研究者であるアンナ・ノビリは、別の宇宙ミッションのための資金を見つけるのは容易ではないことを認めています。しかし、最新の結果は、「これらのテストが宇宙で簡単であることを示しています」と彼女は言います.
