Les chercheurs ont confirmé une hypothèse de base en physique avec une précision sans précédent, à savoir que les diverses propriétés de la masse, telles que le poids, l’inertie et la gravité, sont toujours équivalentes, quelle que soit la composition spécifique des masses impliquées. Il renforce le principe d’équivalence, qui est essentiel à la théorie de la relativité d’Einstein, et aborde le point critique de différence entre la physique classique et la physique quantique.
L’équipe de recherche de l’Université Leibniz de Hanovre et de l’Université de Brême a confirmé un autre principe d’égalité.
Les scientifiques ont utilisé un demi-siècle de données de portée laser lunaire pour confirmer avec une précision 100 fois supérieure que toutes les propriétés de la masse sont les mêmes. Cette découverte soutient fortement le principe d’équivalence d’Einstein, qui est la pierre angulaire de la théorie de la relativité.
L’une des hypothèses les plus fondamentales de la physique fondamentale est que les différentes propriétés de la masse – poids, inertie et gravité – restent toujours les mêmes. Sans cette équivalence, la théorie de la relativité d’Einstein serait contradictoire et les manuels de physique existants devraient être réécrits. Bien que toutes les mesures à ce jour confirment le principe d’équivalence, la théorie quantique soutient qu’il doit y avoir une violation. C’est cette différence entre la théorie de la gravité d’Einstein et la théorie quantique moderne qui explique pourquoi des tests plus rigoureux du principe d’équivalence sont si importants.
Sebuah tim dari Center for Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) de l’Université de Brême, bekerja sama dengan Institute for Geodesy (IfE) de l’Université Leibniz de Hanovre, telah berhasil menunjukkan bahwa ukurannya 100 kali lebih besar.[{“attribut=””>précisionquelamassegravitationnellepassiveetlamassegravitationnelleactivesonttoujourséquivalentes-quellequesoitlacompositionparticulièredesmassesrespectivesLarechercheaétémenéedanslecadreduPôled’Excellence«QuantumFrontiers»Le13juilletl’équipeapubliésesdécouvertessouslaformed’unarticlepharedanslarevuescientifique[{”attribute=””>accuracythatpassivegravitationalmassandactivegravitationalmassarealwaysequivalent–regardlessoftheparticularcompositionoftherespectivemassesTheresearchwasconductedwithintheframeworkoftheClusterofExcellence“QuantumFrontiers”OnJuly13theteampublishedtheirfindingsasahighlightsarticleinthescientificjournal
Système binaire Terre-Lune. Crédit : AEOS Medialab, ESA 2002
Contexte physique
La masse inertielle résiste à l’accélération. Par exemple, cela vous fait reculer dans votre siège lorsque la voiture démarre. La masse gravitationnelle passive réagit à la gravité et se traduit par notre poids sur Terre. La masse gravitationnelle active fait référence à la force de gravitation exercée par un objet, ou plus précisément, à la taille de son champ gravitationnel. L’équivalence de ces propriétés est fondamentale pour la relativité générale. Par conséquent, l’équivalence de la masse gravitationnelle inertielle et passive et l’équivalence de la masse gravitationnelle passive et active sont testées avec une précision croissante.
Premier auteur de la publication, Vishwa Vijay Singh. 1 crédit
Sur quoi portait l’étude ?
Si nous supposons que les masses gravitationnelles passives et actives ne sont pas égales – que leur rapport dépend du matériau – alors des objets constitués de matériaux différents avec un centre de masse différent s’accéléreraient eux-mêmes. Puisque la Lune se compose d’une coque en aluminium et d’un noyau en fer, avec des centres de masse décalés l’un par rapport à l’autre, la Lune devrait accélérer. Ce changement hypothétique de vitesse pourrait être mesuré avec une grande précision, via le “Lunar Laser Ranging”. Cela implique de pointer des lasers depuis la Terre vers des réflecteurs sur la Lune placés là par les missions Apollo et le programme soviétique Luna. Depuis, les temps de parcours aller-retour des faisceaux laser sont enregistrés. L’équipe de recherche a analysé les données “Lunar Laser Ranging” recueillies sur une période de 50 ans, de 1970 à 2022, et a étudié ces effets de différence de masse. Puisqu’aucun effet n’a été trouvé, cela signifie que les masses gravitationnelles passives et actives sont égales à environ 14 décimales. Cette estimation est cent fois plus précise que la meilleure étude précédente, datant de 1986.
Un savoir-faire unique
L’Institut de géodésie de LUH – l’un des quatre seuls centres au monde à analyser les mesures de distance laser à la Lune – possède une expertise unique dans l’évaluation des données, en particulier pour tester la relativité générale. Dans l’étude actuelle, l’institut a analysé les mesures de télémétrie laser lunaire, y compris l’analyse des erreurs et l’interprétation des résultats.
Vishwa Vijay Singh, Jürgen Müller et Liliane Biskupek de l’Institut de géodésie de l’Université Leibniz de Hanovre, ainsi qu’Eva Hackmann et Claus Lämmerzahl du Centre de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) de l’Université de Brême ont publié leurs découvertes dans la revue Lettres d’examen physiqueoù l’article a été mis en évidence dans la catégorie “suggestion des éditeurs”.
Référence : « Equivalence of Active and Passive Gravitational Mass Tested with Lunar Laser Ranging » par Vishwa Vijay Singh, Jürgen Müller, Liliane Biskupek, Eva Hackmann et Claus Lämmerzahl, 13 juillet 2023, Lettres d’examen physique.
DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.021401
2023-07-16 19:41:58
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