octobre 2, 2022

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La théorie mentale de la relativité d’Einstein a passé un autre énorme test

Qu’est ce qu’il y a

Des scientifiques ont envoyé un satellite dans l’espace pour tester méticuleusement le principe d’équivalence faible d’Einstein.

en quoi est-ce important

Le principe d’équivalence faible fait partie intégrante de la relativité générale, de sorte que ces résultats de test fournissent un soutien supplémentaire à la théorie fondamentale de notre univers.

En 1916, Albert Einstein a osé déclarer qu’Isaac Newton avait tort sur la gravité. Non, dit-il, ce n’est pas une force mystérieuse émanant de la Terre.

Au lieu de cela, Einstein a imaginé que l’espace et le temps sont tordus dans un réseau multidimensionnel, et les ligaments de ce réseau sont comme des sections de papier non emballées. Pliable, moulable. On croyait que, simplement parce que nous existons au sein de ce type de réseau immatériel, notre simple expérience du corps humain fausse apparence Maintenez-nous fermement au sol. Nous appelons cela la gravité.

(Si ça fait mal au cerveau, rassurez-vous, voici un article dédié à détruire ce concept.)

Et tandis que le mathématicien de génie a qualifié cette idée déroutante de sa théorie de la relativité générale, un titre qui est resté, ses pairs l’ont qualifié de « complètement irréaliste et ridicule », un titre qui ne l’a pas été. Contre toute attente, l’idée abrutissante d’Einstein n’a pas encore faibli. Ses bâtiments restent fidèles à la fois à des échelles plus petites et inexplicablement grandes. Les experts ont essayé de faire des trous dedans à plusieurs reprisesEt le à plusieurs reprises Et le à plusieurs reprisesmais la relativité générale prévaut toujours.

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Et mercredi, grâce à une expérience satellite ambitieuse, les scientifiques ont annoncé, une fois de plus, que la relativité générale s’est avérée être un fait fondamental de notre univers. L’équipe a effectué ce qu’elle a appelé le « test le plus précis » de l’un des aspects clés de la relativité générale, appelé le principe d’équivalence faible, avec une tâche appelée le microscope.

« Je travaille sur ce sujet depuis plus de 20 ans, et j’ai réalisé que j’avais l’opportunité d’être le chef de projet d’instruments scientifiques et co-chercheur sur cette mission », a déclaré Manuel Rodriguez, scientifique au Laboratoire spatial français. l’ONERA et auteur d’une nouvelle étude, Publié dans les lettres d’examen physique.

« Il est très rare qu’un résultat aussi remarquable reste dans l’histoire de la physique. »

Une représentation de la façon dont la relativité d’Einstein a imaginé l’univers.

Zoe Liao / Crumpe

Qu’est-ce que le principe d’équivalence faible ?

La Principe d’équivalence faible C’est étrange.

Cela dit à peu près que tous les objets dans un champ gravitationnel devraient tomber de la même manière lorsqu’aucune autre force ne les affecte – je parle d’interférences externes comme le vent, quelqu’un donnant un coup de pied à un objet, un autre objet le frappant, vous avez une idée.

Et oui, quand je dis tout, je veux dire tout. la plume; piano; Basket-ball; toi et moi; Tout ce que vous pouvez imaginer, vraiment, selon ce principe, devrait tomber exactement de la même manière.

Le projet de microscope a envoyé un satellite en orbite terrestre contenant deux objets : un lingot de platine et un lingot de titane. « Le choix était basé sur des considérations techniques », comme la facilité et la faisabilité des matériaux à fabriquer en laboratoire, a déclaré Rodrigues.

Mais plus important encore, pour comprendre le principe d’équivalence faible, ou WEP, cet alliage a explosé sur l’orbite terrestre parce que le matériau se trouve dans le champ gravitationnel de notre planète sans aucune autre force qui l’affecte. Parfait pour tester les normes. Une fois que le satellite a atteint l’espace, les chercheurs ont commencé à tester, pendant des annéesqu’il s’agisse d’embouts en platine trempés et d’embouts en titane De la même manière alors qu’ils tournaient autour de la terre.

Ils l’ont fait – à un degré très précis.

« La partie la plus excitante du projet a été de développer un outil et une tâche que personne n’avait fait auparavant avec ce niveau de précision – un nouveau monde à explorer », a déclaré Rodriguez. « En tant que pionniers de ce nouveau monde, nous nous attendions à chaque instant à rencontrer des phénomènes que nous n’avions jamais vus auparavant car nous étions les premiers à y entrer. »

Corps cylindrique en bronze contenant des instruments scientifiques à fond pointu

Capsule utilisée lors d’une mission au microscope.

ZARM / Sélig – ONERA 2013

Si vous êtes intéressé par les aspects techniques, les résultats de l’expérience ont montré que l’accélération de la chute d’un alliage diffère de l’autre d’au plus 1 partie sur 10 ^ 15. Les chercheurs disent qu’une différence au-delà de cette quantité signifie une violation du WEP par notre compréhension actuelle de la théorie d’Einstein.

Pour l’avenir, l’équipe travaille sur une mission de suivi appelée Microscope 2, qui, selon Rodrigues, testera 100 fois mieux le principe d’équivalence faible.

Cependant, cela pourrait être aussi bon qu’il le sera pendant au moins une décennie environ, disent les chercheurs.

Super, qu’est-ce que cela signifie pour moi ?

D’une certaine manière, la rigidité de la relativité générale est quelque peu problématique. En effet, bien qu’il s’agisse d’un modèle de base pour comprendre notre univers, ce n’est pas Juste Schème.

Nous avons également des constructions comme le modèle standard de la physique des particules, qui explique comment des choses comme les atomes et les bosons fonctionnent, et la mécanique quantique, qui explique des choses comme l’électromagnétisme et l’incertitude de l’existence.

Mais ceci est l’avertissement.

Les deux concepts semblent aussi incassables que la relativité générale, mais ils sont incompatibles avec elle. Donc… il doit y avoir quelque chose qui ne va pas. Et cette chose nous empêche de créer une histoire unifiée de l’univers physique. La Forme standardPar exemple, Célèbre ne peut pas expliquer la gravitéet la relativité générale Ne regardez pas vraiment les phénomènes quantiques. C’est une énorme bataille pour être la théorie ultime.

Quatre scientifiques, vêtus de vêtements verts et de filets à cheveux, se tiennent à côté d'un appareil de la taille d'un four enveloppé dans une feuille d'or.

Équipe de microscope debout avec un équipement satellite, à droite.

ONERA / Rodriguez 2016

« Certaines théories prédisent un couplage entre la gravité et certains paramètres électromagnétiques », a fourni Rodriguez à titre d’exemple. « Ce couplage n’existe pas dans la théorie d’Einstein, c’est pourquoi WEP existe. »

Nous nous trouvons à la croisée des chemins.

Mais le bon côté des choses est que la grande majorité des universitaires Considérez toutes ces théories incomplet. Donc, si nous pouvons en quelque sorte trouver un moyen fin Ils – localisent un nouveau couplage, par exemple, dit Rodrigues, ou sélectionnent une nouvelle particule à ajouter au modèle standard – qui pourraient nous conduire aux pièces manquantes du puzzle de notre univers.

« Cela devrait être une révolution en physique », a déclaré Rodriguez à propos de la rupture du WEP. « Cela signifierait que nous avons trouvé une nouvelle force, ou peut-être une nouvelle particule comme le graviton – c’est le trophée dans le monde de la physique. »