Активная и пассивная гравитационные массы расходятся не более чем на триллионную долю процента, посчитали ученые
Многолетние наблюдения помогли немецким физикам в сто раз повысить точность замеров, подтверждающих равенство активной и пассивной гравитационной массы. Их совпадение дополнительно подтвердило принцип эквивалентности, одну из ключевых идей теории относительности Эйнштейна, пишут ученые в статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters. С содержанием работы можно ознакомиться на портале arXiv.
"Мы установили новый, более точный предел на возможное нарушение принципа эквивалентности масс, что стало возможным благодаря многолетним наблюдениям за уголковыми отражателями на Луне. Мы ожидаем, что еще более точные проверки теории относительности будут проведены в ходе наблюдений за гравитационными взаимодействиями между нейтронной звездой и белыми карликами в тройной звездной системе PSR J0337+1715", - отмечают физики.
Под словом "масса" физики имеют в виду сразу три понятия, которые отражают то, как объекты, обладающие ненулевой массой, реагируют на гравитационные поля и сами генерируют силу притяжения. Эти три понятия, инертная масса, активная и пассивная гравитационные массы, должны быть равны друг другу как в рамках классической теории гравитации Ньютона, так и в рамках принципа эквивалентности, одного из главных понятий в теории относительности Эйнштейна.
За последнюю половину века ученые провели массу экспериментов, нацеленных на проверку этих равенств, и пока ни один из них не указал на возможные нарушения выкладок Ньютона и Эйнштейна. Как правило, в ходе подобных наблюдений исследователи замеряют массы движущихся и стационарных объектов, расположенных на Земле и в космосе. В частности, одна из самых точных проверок инертной и пассивной гравитационной массы была проведена в 2022 году на борту зонда MICROSCOPE.
Сверхточная проверка теории Эйнштейна
Группа физиков под руководством Клауса Леммерцаля, профессора Бременского университета, получила еще более точные свидетельства соответствия двух других параметров, пассивной и активной гравитационной массы. Первая отражает то, какой массой обладают объекты с учетом того, как они реагируют на силу притяжения, а вторая - как меняется их масса с учетом вырабатываемой ими гравитации.
Для сравнения подобных масс физики уже много десятилетий используют уголковые отражатели, установленные на поверхности Луны еще в прошлом столетии астронавтами программы "Аполлон" и советскими зондами "Луна-17" и "Луна-21". Они позволяют ученым точно замерять расстояние между Землей и ее естественным спутником и отслеживать то, как изменения в силе притяжения Луны и Земли влияют на характер их вращения по орбите.
Авторы работы использовали данные, собранные с апреля 1970 года по апрель 2022 года, для проверки результатов прошлых замеров разницы между гравитационными массами, которые были получены еще в конце XX века. Новые наблюдения, а также уточненные результаты расчетов орбит Луны, Земли и 14 других крупных объектов Солнечной системы позволили физикам повысить точность замеров примерно на два порядка.
По словам физиков, полученные данные указывают на то, что активная и пассивная гравитационные массы расходятся не более чем на триллионную долю процента. Это в очередной раз подтвердило теории Эйнштейна и Ньютона и сузило поле поисков возможных проявлений альтернативных теорий гравитации, подытожили исследователи.
По информации https://nauka.tass.ru/nauka/18237881
Обозрение "Terra & Comp".
