Utmanade Einsteins mest grundläggande teori – och förlorade

2018-04-16 16:06  
Det var Albert Einstein som kartlade fenomenet fotojonisation teoretiskt. Det är en av fysikens mest fundamentala processer. Foto: TT

Nästan två miljarder kronor betalade franska forskare och utmanade en av Einsteins mest grundläggande teorier. Nu, två år senare, står det klart att forskarna förlorade.

Det var i april 2016 som den franska rymdmyndigheten Onera (The French Aerospace Lab) skickade upp satelliten Microscope, till en kostnad av nästan två miljarder svenska kronor.

Satellitens enda syfte var att testa den så kallade ekvivalensprincipen, som är en fundamental princip inom Einsteins allmänna relativitetsteori och därmed för hela 1900-talsfysiken.

Kort efter uppskjutningen deklarerade fysikern och forskningsledaren Pierre Touboul självsäkert för TT:

– Jag bara inte hoppas, utan förväntar mig att denna princip inte stämmer.

Hade ingen förklaring

Ekvivalensprincipen har hållit den mänskliga hjärnan sysselsatt i århundraden, ända sedan Galileo Galilei för drygt 400 år sedan insåg att föremål av olika vikt faller med samma hastighet mot jorden. Om man bortser från luftmotståndet, faller alltså en kanonkula och en fjäder lika fort.

Läs mer: Forskarnas mätning: Elektronens hypersnabba skilsmässa

Fenomenet hade ingen bra förklaring förrän Albert Einstein lanserade sin allmänna relativitetsteori 1915 och erbjöd mänskligheten en geometrisk lösning.

Enligt Einstein förändrar en massiv kropp, som jorden, rummets geometri. Krökningen påverkar i sin tur allt som passerar nära massan, så att detta viker av och får en förändrad bana, något som ger upphov till det vi vanligtvis kallar gravitation.

Allt faller

En kropp som rör sig genom rummet följer alltid den energisnålaste banan, det vill säga den går rakt fram. Men om rummet är krökt blir ”rakt fram” i stället en krokig bana för en åskådare. Den ”kraft” som tycks böja av föremålets bana är vad vi kallar för gravitation.

Eftersom rummets krökning är densamma för både fjädern och kanonkulan, kommer de att ”falla” på precis samma sätt genom rummet, vilket förklarar varför den uppmätta hastigheten blir densamma.

– Om ekvivalensprincipen inte stämmer faller hela teorin, konstaterade Mikael Smedbäck, doktor i teoretisk fysik, strax efter uppskjutningen.

Läs mer: Einstein förutspådde gravitationsvågorna

Principen har testats ett flertal gånger – på jorden. Genom att förlägga experimentet till rymden ville Pierre Touboul testa ekvivalensprincipen i en mindre skala, med en 100 gånger större noggrannhet än tidigare. Tanken var att teorin inte riktigt håller måttet vid mycket små längdskalor.

Samma omloppsbana

I satelliten finns två cylindrar. Den ena är stor som en toalettpappersrulle och består av titan. Inuti den finns en mindre cylinder som består av platina och rodium. Två andra cylindrar, båda av platina/rodium, finns också med ombord som kontroll.

Om ekvivalensprincipen stämmer kommer de båda föremålen att följa med satelliten och glida i exakt samma omloppsbana runt jorden. Om inte, kommer jordens gravitationskraft att påverka det ena föremålet mer än det andra, eftersom de väger olika. I så fall kommer de sensorer som finns ombord att reagera och skicka en signal till forskarna på jorden.

Läs mer: Studie ger Einstein rätt om stjärnors banor

Nu skriver de franska forskarna på sin hemsida att de har utmanat Einsteins teori med en aldrig tidigare skådad noggrannhet – och att resultaten visar att teorin håller. De båda föremålen följde med satelliten och gled i exakt samma omloppsbana runt jorden.

Försöken med hjälp av Microscope avslutades i mars i år.

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt