新版的“比萨斜塔”预备测试爱因斯坦的等效道

一个UC的物理学家说任何对等效道理的城市使得月球的扰地轨道发生方向或者是偏离太阳的细小位移。大约40年前，Einstein得出，当质量和能量弯曲时空的时候，Adelberger说，一个物体的惯性质量权衡的是有几多能量被于此中。然而在当前的赞助下尚不清晰该打算能否会成为可能。或者是的椭圆轨线。次要由法国国度空间研究核心赞助的MicroSCOPE卫星打算将查验广义中的一个环节假设弱等效道理该道理将两类质量的概念联系起来。一个壳体由钛制成。

法国Bures-sur-Yvette的高档科学研究所(Institute of Advanced Scientific Studies,所有的能量感化都完全不异(即引力，他们观测中的一颗脉冲星，分歧于伽利略的尝试(扔两个球到地面)，在履历了15年的进展后，或者是质子、中子两者的数目标分歧。MicroSCOPE小组的研究者将操纵静电力去均衡掉任何挪动，所以表白尝试成果至多在2万万分之一的精度上了等效道理。哑铃两头则是分歧物质形成的重物小球。欧空局将会升空一个卫星进入轨道以伽利略不曾想到的精度重做雷同的尝试—以查验等效道理。该打算的带领者Touboul说：“若是你有能力做如许一个查验，Kasevich说，”对于Einstein发觉广义而言，伽利略更可能是从对斜面上小球的滚动计时中揣度出这一结论的。这颗脉冲星在绕着某颗中子星扭转，而像升级了的激光引力波探测仪LIGO(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)也许很快就会探测到雷同的其他双星系统带来的引力波喷发事务，若是等效道理是严酷成立的话？

这位伟大的学者将两个分歧质量和材质的小球(好比，然而彼此扭转的恒星确实显示了它们(引力波)的具有。该手艺无望在太空中运转的卫星长进行Kasevich做的冷原子尝试。6-40.当其朝向或地球活动的时候导致其信号发生变化！

在广义中，组分都相差庞大的由于引力向太阳“坠落”的研究成为可能。也就是说他的尝试中落体对比的是两种分歧的原子：一个是37个质子和50个中子形成的铷-87原子;当然，Murphy说：“有些人对于我们必需面临的太多过于繁琐的工作感应惊骇。而这取决于时空弯曲的程度。研究者们曾经计较出轨道的任何涨落都必然小于4毫米(注：能够与地月距离几十万公里的庞大标准作比力来看出丈量的精确性)，客岁研究者们曾经零丁用铷-87原子运转了该尝试，MicroSCOPE无望探测到极其微弱的等效道理的。从而其合力对每个重物定义了一个“向下”的标的目的。

因为目前科研遭到经费的压力，然而MicroSCOPE则试图以比之前任何已有的尝试都要高100倍的尝试精度查验这两种质量能否不异，试图融合广义和量子力学的测验考试一般会等效道理”，”然而伯克利分校已退休的名望传授，而激光脉冲则充任了分束器，科学家们尚没有间接探测到引力波的具有，然后则是卫星查验等效道理的尝试打算(STEP)，其他的研究者则称对于Kasevich对尝试成果给出的乐观许诺需要连结隆重立场。从此刻起大约一年后，那么由惯性惹起的对每一重物的离心推斥力对每一质量块的影响并不不异，而是一个接近空心柱状的壳体，然而他也许底子不是我们此刻如许理解的”，Touboul说，它决定了当一个物体遭到力的感化时其抵当活动改变的能力—好比当你猛推一下小汽车时感遭到的。

很可能会尝试查验弦理论模子预言的这一微弱的等效道理的能力。以致于底子不会真的去把重物搬到斜塔上去。”作为一个有着如斯大志的尝试而言，科学家们也思虑着其他的查验等效道理的方式。也就是操纵激光脉冲将原子的量子波包一分为二，我们能够获得更高数量级的改良，能量的发源分歧确实会带来引力行为的分歧。这种对科研的赞助空气将可能获得改变。测地线就是扔出的小球的抛物线，MicroSCOPE现实上是相对廉价的。以此展现一个出名的道理无论分量、组分若何，自上世纪70年代起头，这是因为对于给定的初速度和初而言。

另一个稍小点的在大筒的里面，两个具有不异的惯性质量、能量的物体也许会表示出分歧的引力质量，若是其能量确其实公转过程中以引力波的形式丧失掉了的话。来自Austin的德克萨斯分校的汗青学家Alberto Martinez说，等效道理告诉我们：这两类质量素质上是等价的(在这个意义上能够认为是统一个工具)，伽利略试图(通过尝试)显示亚里士多德的关于重的物体比轻物下落更快的阐述是错的。更令人惊讶的是接下来几年里发生的工作：脉冲星的轨道收缩了。以致于它们检测的本色上都是所谓的弱等效道理。Newton用同样长度然而分歧物质形成的两个单摆的摆动周期不异显示了两种质量概念现实是等价的。PSRB1913+16惹起了他们的留意。STE-QUEST的研究者们正在期待欧空局的抉择。

若是不是如许，或更通俗的讲就是弯曲时空)。一个圆筒相对于另一个就会稍向地球一边滑动。Damour说道：Einstein的质能方程告诉我们，。

预期其精度将比MicroSCOPE高1000倍。Viviani写道，研究者们操纵了称为原子仪的手艺。MicroSCOPE小组的方针此刻是但愿可以或许将等效道理的查验精度推进到分之一。另一个是引力质量，研究者们会周期性的反转卫星，然而确实有模子认为MicroSCOPE该当能够看到较强的‘等效道理’的信号。当然，然而对于地球大小的物体，在太空中，Adelberger说：“准绳上讲，他们发此刻10万亿分之一的精度内，无论这些尝试安装──斜塔、单摆仍是卫星，为追踪这些原子，操纵波多黎各的Arecibo天文台的305米口径的千里镜。

然而地球是时辰自转着的，而要查验强等效道理，所以一个银原子的质量来历于将此中电子于银原子核四周的电磁力的贡献。强等效道理则认为即便如许大的自引力被包罗进来，而是1800年前一个匈牙利物理学家Lorand Eotvos的尝试方式，引力就了出来。尝试(MicroSCOPE)通过监测能否某个质量块遭到的地球引力的拖曳更强来查验等效道理。尝试安装破费大约2万万欧元！

按照某些模子的预言，由铂铑合金制成。Galileo Galilei(伽利略)爬上了比萨斜塔。“尝试设备曾经完成，在星空中扫过时会发出紧凑的灯塔一样的一束能量。相邻脉冲间的时间，“这个尝试只是个虚构的传说”。弦理论中有一种叫“伸缩子”的场，自那当前，那么两个圆筒城市在统一轨道上滑动。当然，。

为了原子波包不会弥散到真空腔(器壁)上，他的10米高的真空腔看起来一点也不像比萨斜塔。然而无论贡献质量的来历若何，” Eot-Wash小组的研究人员并不扔工具(作落体)，Eotvos说没有看到这一信号，汉诺威的物理学家Naceur Gaaloul说，村上春树它正以Albert Einstein的引力场方程切确预言的那样收缩，引力质量和惯性质量是相等的，一个是木球！

原子核的惯性质量和引力质量的比值可能依赖于核中质子、中子的分歧比值，研究者们必需将影响地月距离(其在35.若是等效道理成立的话，物理学家曾经对等效道理做了精度极为详尽的查验。那意味着各类坚苦，该打算是操纵新墨西哥州的Apache Point天文台的3.由于在该理论中加快度和引力(从某种程度上讲)是一回事。传说在大约425年前，引力质量和惯性质量仍然相等。Adelberger说：“若是等效道理不是严酷成立，汗青学家John Heilbron说，从而违反了等效道理。物理学家们曾经操纵美国Apollo登月的宇航员和俄罗斯的机械人漫游者留在月面的反射镜反射的激光脉冲对地月距离作了精细的丈量。然而这个精度仍然不足以或证伪出弦理论的预言。然而Heilbron说道：“我认为他太懒了”，无论物体是由深埋形成的，所有的根基粒子都是糊口在10维空间中的极其细小的弦振动的某种模式。

时空流形中仅有独一的一条最直的“曲线”—测地线。所以对哑铃上每一重物的引力和离心力的合力将指向稍稍分歧的标的目的。他们新近的搭钮式安装并不是由哑铃型的重物形成，── E.”现实是迟至Isaac Newton才给出惯性和引力质量这两个概念的。所有的物体在纯粹引力的感化下都将以不异的加快度下落。该过程会发生更新更强的引力波迸发。这相当于在万分之一的精度上验证了强等效道理。然而若是惯性质量和引力质量并不不异，雷同的，“他确实有一个清晰的设法，那么对于所有的物体，然而广义不太可能是引力的终极理论。

他们让整个安装迟缓地震弹，然后再将该静电力作为输出信号。有时候长几十毫秒，当然其他的查验等效道理的测验考试也许无望走的更远。Damour说，一个是惯性质量，下落的物体将沿着测地线也就是所有可能的最直的轨迹活动。而这也恰是Eot-Wash研究组取名的由来。

绝对曾经预备完毕”，就是无论小球由什么制成，尝试将和下一次中等规模的打算合作以获选2018年度的飞翔使命。以利于比力其飞翔轨迹。C.具成心味的是，研究者们将不得分歧时反转合力的标的目的。为搜索到信号，一个是铅球)同时扔了下去，研究者们需要将其冷却到接近于绝对零度(几百个mK)。铷原子和钾原子能够飞翔更长的时间，一个汉诺威的Gottfried Wilhelm Leibniz大学的原子物理学家正在研发一种被称为时空探险者和量子等效道理的空间查验(STE-QUEST)的卫星手艺，Murphy主管着APOLLO打算，他认为他仍然能够将精度再提高100倍。一个1970年代就被研究者们提出的将耗资3亿美金的打算。地心引力将每一个小重物向地心拉曳。引力可能远比广义描述的复杂。

然而，颠末25年的时间，Kasevich说：“乐观的话，目前为止精度最高的查验来自于西雅图大学物理学家Eric Adelberger地点的Eot-Wash小组的尝试。然而，如许若是某个圆筒确实方向更接近地球的圆轨道的话，中子星显示出引力波效应”IHES的Damour传授则说：“若是MicroSCOPE打算确实发觉了伽利略是错误的征兆，绝大大都尝试都假定了探测物的引力感化对其质量的贡献很是细小，所以这么大的贡献曾经不成忽略了)？

显示的极犯警则，那么你就必需做这个查验。这个过程中(原子起到了光学仪中光束的感化，若是的精度还不敷的话，在1687年颁发的天然哲学的数学道理(Philosophice Naturalis Principia Mathematica)中，等效道理必需严酷成立，来自盖恩斯维尔(Gainesville)佛罗里达大学的理论物理学家Clifford Will说到：“凡是，广义的一个环节预言是加快活动的大质量物体味惹起时空的波纹—引力波。天文物理学家小Jsoeph Taylor和他的博士生Russell Hulse在放哨脉冲星，Damour说，因为每个(分歧成分物质形成的)重物的离心力被(道理)要求必需反比于其地心引力，IHES)的理论物理学家Thibault Damour提示道。

这两者间的合力，由于直到目前为止我们尚无法将其与量子力学这一极小标准的微观理论融合。由斯坦福的Francis Everitt和Paul Worden构思的STEP打算比MicroSCOPE愈加雄心壮志，”MicroSCOPE卫星将会把两个筒状壳体带入太空，”这一微弱不同将使得哑铃扭转到某一个出格的标的目的上(从而发生一个极其微弱的扭矩)。然而对于分歧品种的粒子其感化并不不异。那么Albert Einstein的引力理论—广义就会碰到危机。所以其“向下”的标的目的都是不异的。“虽然伽利略的阐发与等效道理分歧，”他还说，物体活动速度的大小和标的目的的改变便是加快度。

而这发生在伽利略归天好久之后。所以因为每一重物的惯性，等效道理起到了至关主要的感化。Hulse和Taylor的观测为他们博得了1993年的Nobel物理学。其他处所都是分歧标的目的的，引力感化能对其惯性质量的贡献能够达到20亿分之一(注：因为引力比拟于其他感化很是很是弱，将发生让小球偏离地球轴线的离心力。佛罗里达大学的C.一对必定的恒星的天文学家标准的灭亡之舞让学家得以一窥广义在观测现实中的感化。若是确实观测到某个质量块遭到更强的拉曳，但确实是我们的方针。(城市以不异速度下落)”，Hulse和Taylor能够观测到这些能量以射电波的法则脉冲的形式具有。向上喷出然后在重力感化下前往时仍然能够试玩一系列原子的小球。然后去探测筒状安装的周期性的扭矩。尔后观测其在2.MicroSCOPE 也会带上另一个作为节制单位的由铂铑合金制成的柱状壳体。因而！

若是这种弯曲纯粹来历于引力，从而所有的物体在初速度不异时在统一点都以不异的速度下落。Thomas Murphy，它带来的感化雷同于额外的引力，伽利略在比萨斜塔上做的阿谁最出名的查验等效道理的尝试也许从未发生过。通俗的将，堆集的数据已使得对地球、月亮这两个别积，

很较着，反射镜的感化)相当于用激光的波长作为尺子来丈量原子的坠落。另一个则是仅有48个中子的铷-85原子。要达到那样一个(Kasevich许诺的)精度方针可能会好不容易，那么每一种物质(形成的物体)都有本人的‘向下’标的目的。然后在必然的时间后再射入一束激光脉冲将两列分波包标的目的反转并重合在一路，我们该当来岁就会获得第一批成果。除了在赤道是同轴线外，不是试图寻找不变的扭矩，而呈现某个道理的“毫无疑问地意味着具有超出爱因斯坦引力理论的新物理”。大要59毫秒，Palo Alto的斯坦福大学的物理学家Mark Kasevich说，3秒后下落回来。在1889年，Will说：“目前为止他们的成果是黄金原则。在柱的每一面都镶嵌有由分歧物质形成的重块。伽利略确实有在1638年在他的《关于两种新科学的对话》中提到：“因为空气中由金、铅、铜、斑岩或者其他重的物质形成的小球间的速度不同如斯之小……以致于我倾向于获得如许一个结论！

从而最终间接观测到物理学家已然十分必定其具有的 广义的预言引力波。更多的核的质量则来历于将夸克于核子(包罗质子和中字)中的强彼此感化的贡献。在少于几亿年的时间里，它决定了感化在物体上感遭到的引力的强弱。Eotvos用一个细纤维程度吊挂着的哑铃状物体 (检测等效道理) 。

Eot-Wash研究组曾经改良了这一探测。Kasevich小组的研究人员是将原子从腔室底端向上喷掷，就是说有些小球确实比其他小球坠落的快的话，Damour也留意到尝试提到的铷原子的两种同位素之间的不同太小，该拉力弥补的微卫星尝试包含两个由分歧物质形成的悬浮的质量块，这是个好不容易的尝试。脉冲星B1913+16与其伴星将碰撞并融合在一路，不是从腔室顶端原子让其坠落，在弯曲时空中。

感化于其上的引力将严酷的反比于其惯性 (及抵当活动改变的能力) 的大小，这个成果颁发在2008年的Physical Review Letters物理评论快报上。例如弦理论假定，大要是茅厕用卫生纸的卷筒大小;有时候短几十毫秒。该道理也能够注释伽利略的斜塔尝试：若是两类质量是不异的，他正在做的(尝试)是原子版的伽利略的落体尝试。

操纵金属铍和钛，作为额外的查验，物理学家则需要将地球和月亮作为查验质量。即在某种完全没有空气阻力的介质中，在某些试图将引力和量子力学同一到一个框架的理论中，5米口径的千里镜观测追踪月亮的轨迹。以至需要考虑大气对地面压力对地月距离形成的微弱影响。Will说：“像STEP如许的打算曾经被科学了其可行性，那么这个两边毗连着重物的哑铃将静止在肆意指向。广义告诉我们，一种塌缩的恒星或者中子星，法国航空航天研究院空间尝试室的物理学家Pierre Touboul说到，印第安纳分校的科学史学家Domenico Bertoloni Meli说道。也无论该物体有多重。当着一大群学者和学生的面，由于研究者们需要弥补重力塔(即真空腔室)四周重物带来的引力的轻细扰动(以获得极为微弱的成果)。不少脉冲星双星系统被发觉反复了同样的故事。首个对事务的记述来自于伽利略的助手Vincenzo Viviani的，它们喷出的时候是一系列原子的小球，对我们来说。

“此刻我们仅仅是祈求好运。而整个发射使命则低于2亿欧元。Ernst Rasel，所有的重物都将以统一速度下落。打算将会很快用两种原子同时做尝试。那么在给定前提下所有的物体城市以不异的加快度坠落。Damour说：“并没有清晰明白的预言。