Los científicos han demostrado que la teoría general de la relatividad de Einstein es correcta con un notable grado de precisión, a pesar de que existe desde hace más de un siglo.
El equipo detrás de la investigación quería probar un componente de Teoría general de la relatividad de Einstein Se llama el principio de equivalencia débil, que establece que todos los objetos, independientemente de su masa o composición, deben caer de la misma manera en un campo gravitatorio dado cuando se elimina la interferencia de factores como la presión del aire. Para ello, los científicos midieron la aceleración de los objetos que caen en un satélite francés llamado MICROSCOPE, que fue lanzado en 2016.
Una de las pruebas más famosas del principio de equivalencia débil ocurrió durante Apolo 15 caminando sobre la luna, cuando el astronauta David Scott arrojó una pluma y un martillo geológico al mismo tiempo; Sin la resistencia del aire, ambos objetos acelerarían hacia la superficie de la Luna al mismo ritmo. De manera similar, el microscopio sostiene bloques de prueba de caída libre hechos de una aleación de platino y titanio. Las fuerzas electrostáticas mantienen las masas de prueba en las mismas posiciones relativas entre sí, por lo que cualquier diferencia resultante en esta fuerza electrostática aplicada debe ser el resultado de desviaciones en la aceleración de los objetos.
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Los resultados del equipo, la culminación de 20 años de investigación, revelaron que las aceleraciones en pares de objetos en caída libre difieren en no más de una parte en 10^15, o 0,000000000000001, lo que significa que no encontraron violaciones del principio de equivalencia débil más grande. Asi que.
Además de imponer restricciones a las desviaciones en el principio de equivalencia débil, los resultados también rechazan cualquier desviación en la teoría de Einstein de 1915 de gravedad, Relatividad General, en su conjunto. Los científicos continúan buscando tales desviaciones porque la relatividad general, nuestra mejor descripción de la gravedad, es incompatible con la física cuántica, nuestro mejor modelo de la realidad a escalas pequeñas e incomprensibles.
Por lo tanto, ningún signo de aberración significa que todavía no hay indicios de extensiones de la relatividad general esperando a ser encontradas que puedan cerrar la brecha con la física cuántica.
«Tenemos restricciones nuevas y mucho mejores para cualquier teoría futura porque estas teorías no deberían violar el principio de equivalencia en este nivel», dijo Gilles Mitris, miembro del equipo MICROSCOPE y científico del Observatorio Côte d’Azur en Francia. declaración (Se abre en una nueva pestaña) De la American Physical Society que publicó la investigación.
El microscopio se lanzó en abril de 2016 y el personal de la misión publicó los resultados preliminares de 2017. El análisis de datos continuó incluso después de que finalizó el experimento en 2018.
El hecho de que la nueva investigación no haya encontrado ninguna violación del principio de equivalencia débil coloca la mayor limitación hasta la fecha en este elemento de la relatividad general, y los resultados sientan las bases para pruebas más sensibles en el futuro.
Eso se debe a que los científicos incluyeron sugerencias sobre cómo mejorar la configuración experimental que utilizaron. Escribieron que las posibles actualizaciones incluyen la reducción de defectos en el revestimiento del satélite que podrían afectar las mediciones del acelerómetro, así como la sustitución de los sistemas cableados por sistemas que utilizan conexiones inalámbricas.
Un satélite que implemente estas mejoras puede detectar violaciones del principio de equivalencia débil tan pequeñas como una parte en 10^17, 100 veces más sensible que un microscopio. Pero el equipo espera que estas mejoras no sean factibles durante algún tiempo, lo que significa que, por ahora, el experimento MICROSCOPE seguirá siendo la mejor prueba del principio de equivalencia débil.
«Durante al menos una década o tal vez dos décadas, no veremos ninguna mejora en la experiencia de los satélites espaciales», dijo Manuel Rodríguez, miembro del equipo de MICROSCOPE y científico de ONERA, un instituto de investigación francés especializado en el espacio. en la misma declaración. .
La investigación del equipo fue publicada el miércoles (14 de septiembre) en la revista mensajes de revisión física (Se abre en una nueva pestaña) Y un número especial de «Gravedad Clásica y Cuántica».
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