Китайські вчені провели на космічній станції «Тяньгун» експеримент, що відтворює класичний дослід Галілео Галілея, але замість металевих куль використали атоми. Як повідомляє Science News із посиланням на дослідження у журналі Science Advances, результати підтвердили ключовий принцип загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна.
У легендарному експерименті XVI століття Галілей довів, що тіла різної маси падають із однаковим прискоренням. На орбіті дослідники повторили цю перевірку з двома хмарами холодних атомів рубідію, які відрізнялися масою через різну кількість нейтронів у ядрах. Вимірювання показали, що прискорення обох хмар збіглося з точністю до 0,05 тисячних відсотка.
Цей результат підтверджує принцип еквівалентності: гравітаційна та інерційна маси завжди однакові. Якщо це так, ефект маси компенсується у фізичних рівняннях, і всі об'єкти — незалежно від маси чи складу — падають у вакуумі з однаковим прискоренням. Саме ця ідея лежить в основі загальної теорії відносності, де гравітація описується як викривлення простору-часу.
На Землі подібні експерименти обмежені короткою відстанню падіння, тоді як на орбіті вільне падіння може тривати значно довше. Атоми, на відміну від великих тіл, підпорядковуються законам квантової фізики, тому перевірка їхньої поведінки у вакуумі має особливе значення для фундаментальних фізичних теорій.
«Слабкий принцип еквівалентності стверджує, що всі тіла в однаковому гравітаційному полі падають з однаковим прискоренням, незалежно від їхньої маси та складу», — йдеться у публікації Science News.
Раніше подібні перевірки проводили на Землі, але експеримент на «Тяньгун» дозволив досягти більшої точності завдяки тривалому вільному падінню на орбіті.