Физики повторили опыт Галилея в открытом космосе
Ученые повторили на орбитальном спутнике опыт Галилео Галилея со свободным падением тел. Результаты оказались теми же, что и на Земле - скорость падения тела не зависит от его массы.
Об этом говорится в статье американских специалистов из Университета Флориды, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
В 1589 году итальянский ученый Галилей провел свой знаменитый эксперимент, сбросив с Пизанской башни два шара разной массы. Опыт показал, что они падают с одинаковой скоростью, тогда как согласно учению Аристотеля более тяжелые тела должны падать быстрее. Считается, что данный эксперимент положил начало европейской науке Нового времени.
Несмотря на то, что с тех пор прошло более 400 лет, физики не утратили интереса к опыту Галилея. Всё дело в общей теории относительности Эйнштейна - именно она требует, чтобы ускорение свободного падения было абсолютно одинаковым у всех тел. Даже самые небольшие различия здесь указывали бы на существование каких-то неизвестных физических сил, информация о которых помогла бы сгладить противоречия между квантовой теорией и общей теорией относительности.
Поэтому авторы статьи решили повторить эксперимент Галилея в космосе, в отсутствии вибрации и других земных помех. С этой целью в 2016 году в космос был запущен спутник MICROSCOPE. На борту этого небольшого аппарата находятся два цилиндра, вложенных друг в друга - внешний изготовлен из сплава титана и алюминия, а внутренний - из более плотного сплава платины и родия.
Эти цилиндры выступают в роли аналогов шаров Галилея - специальные электроды постоянно измеряют их относительное положение во время движения спутника по орбите, которое, как известно, аналогично свободному падению. К настоящему моменту спутник сделал более 1500 витков продолжительностью 1,5 часа каждый - это как если бы Галилей скидывал свои шары миллионы раз.
В результате ученые смогли измерить ускорение падающих тел с точностью до одной стотриллионной (10 в 14 степени знаков после запятой). Это на порядок точнее, чем самые надежные данные, полученные в ходе экспериментов на Земле. До конца миссии спутнику осталось сделать еще 900 витков - после этого точность измерений увеличится еще на один порядок.
Так или иначе, на сегодня опыт подтверждает правоту Эйнштейна - ускорение действительно не зависит от массы. Однако ученые не собираются останавливаться на достигнутом - в будущем они хотят запустить новый спутник и измерить ускорение свободного падению с точностью до 10 в 17 степени знаков после запятой. Остается лишь найти финансирование на этот проект - запуск спутника MICROSCOPE уже обошелся в 200 млн долларов.