Исследователи из Бременского и Ганноверского университетов использовали данные «лазерной локации Луны» за 50 лет, чтобы проверить один из ключевых постулатов фундаментальной физики — принцип эквивалентности. Собранные данные подтвердили, что пассивная и активная гравитационные массы эквивалентны вне зависимости от материала с точностью до 14 знаков после запятой.
Одно из основных предположений фундаментальной физики состоит в том, что различные свойства массы — вес, инерция и гравитация — всегда остаются неизменными по отношению друг к другу. Хотя все измерения пока подтверждают принцип эквивалентности, квантовая теория постулирует, что нарушение должно иметь место, объясняют ученые. Поэтому физики разрабатывают и проводят новые эксперименты, чтобы проверить принцип с возрастающей точностью.
Инерционная масса сопротивляется ускорению. Этот эффект проявляется, например, при резком старте машины. Пассивная гравитационная масса реагирует на гравитацию, активная — создает гравитационное поле, на которое «отвечают» другие массы.
Если предположить, что пассивная и активная гравитационные массы не равны, а их соотношение зависит от материала, то объекты из разных материалов с отличными центрами масс будут ускоряться. Например, должна меняться скорость Луны, которая состоит из алюминиевой оболочки и железного ядра со смещенными относительно друг друга центрами масс.
Чтобы проверить, есть ли такое ускорение, исследователи направляют лазерные лучи с Земли на отражатели, установленные на Луне. Они были размещены на поверхности естественного спутника нашей планеты американской и советской миссиями. В своем исследовании физики проанализировали данные «лазерной локации», собранные с 1970 по 2022 год.
Анализ не показал ускорения. Это значит (с учетом погрешности измерений), что с точностью до 3.9×10−14 активная и пассивная массы совпадают. Этот результат на два порядка превосходит точность предыдущих тестов.
