תוך שימוש בכל מערכת השמש כמעבדה, ובמכשירי שמירת הזמן המתקדמים ביותר שלנו לציוד, מדענים עזרו לאמת את השערת 'מעלית איינשטיין' - אחד המרכיבים המרכזיים שלותורת היחסות הכללית.
התיאוריה עוסקת ביסודות המסה, כוח הכבידה, החלל והזמן - כך שהוכחה כמיטב יכולתנו שהיא נכונה היא חיונית ליסודות הפיזיקה כפי שאנו מכירים אותה.
מה שימש השראה לרעיון המעלית של איינשטיין - הידוע רשמית בשםעקרון השוויון– הוא שאם אתה מוצא את עצמך מרחף ללא משקל באמצע מעלית אטומה וחסרת חלונות, אי אפשר לדעת אם אתה בחוץ בחלל העמוק, או מאיץ מהר מאוד לעבר הקרקע כאן על כדור הארץ.
סביר להניח שלעולם לא תמצא את עצמך בשני התרחישים, אבל העיקרון הבסיסי הוא שאותם חוקי הפיזיקה חלים לא משנה היכן אתה נמצא, או כמה מהר אתה נע. כוח המשיכה קיים במצב אחד ולא במצב השני, אבל ישאותה תוצאה בשניהם, וזה מה שאיינשטיין הבין.
יש מושג מקושר, זה שנמדד במחקר הזה, שהוא שהכל במעלית ההיפותטית הזו, הנופלת חופשית, יאיץ באותו קצב - אתה, הזה עתה השתחררת, זר אקראי נופל לידך, וכן הלאה.
כדי להעמיד זאת במבחן, פיזיקאים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) השתמשו בכדור הארץ כגוף הצף ובמערכת השמש כפיר המעלית.
למדידת תאוצה פנו החוקרים למתקדמים ביותרשעונים אטומייםיש לנו כרגע: ארבעהמייצרי מימןושמונה שעוני מזרקת צסיום. על ידי השוואת תקתוקי השעונים הללו לאורך 14 שנים, הצוות מצא אי התאמה של 0.00000022 פלוס מינוס 0.00000025.
(NIST)
המספר הזה כל כך קרוב לאפס, שזה הממצא הטוב ביותר עד כה; כי אם איינשטיין צדק, וכל השעונים האלה נופלים בחלל באותו קצב, הערך הזהצריךלהיות אפס.
במילים אחרות, למרות כוח המשיכה המשתנים של השמש,, וחפצים אחרים, השעון האטומי 'מתקתק' נשאר קבוע – בדיוק כמו שהאנשים הדמיוניים שלנו והעצמים האחרים בתוך פיר המעלית נשארים קבועים זה ביחס לזה.
זו רחוקה מלהיות הפעם הראשונה שההשערה מאומתת, אבל מדענים מעולם לא הצליחו למדוד אותה בצורה כה מדויקת לפני כן, וזה הודות לשיפורים שנעשו בהדיוק של שעונים אטומיים.
"הסיבה העיקרית שעשינו את העבודה הזו הייתה להדגיש כיצד משתמשים בשעונים אטומיים לבדיקת פיזיקה בסיסית,"אומר אחד מהצוות, Bijunath Patla. "בפרט, היסודות של."
יש עדיין רמות גבוהות יותר של דיוק לשאוף אליהן, ועוד דרכים שבהן פיזיקאים יכולים לאמת את התוצאות הללו.
נוסף על כך, מדידות מדויקות יותר עבור עקרון השקילות אומרות מדידות מדויקות יותר עבור חלק מהיסודות האחרים של מרחב וזמן ביקום, ולשעונים האטומיים יש תפקיד חשוב בכך.
"אנחנו קושרים יחד מבחנים של תורת היחסות הכללית עם שעונים אטומיים, מציינים את המגבלות של הדור הנוכחי של השעונים, ומציגים תחזית עתידית לאופן שבו שעונים מהדור הבא יהפכו לרלוונטיים מאוד."אומר פאטלה.
יש עדייןחוסר עקביות להסבירבין תורת היחסות הכללית למכניקת הקוונטים, אבל זה למחקרים עתידיים לבחון. לעת עתה, איינשטיין מנצח שוב.
המחקר פורסם בפיזיקת הטבע.
