Заблудившиеся спутники "Галилео" проверили теорию относительности
Зонды навигационной системы "Галилео", вышедшие на неправильные орбиты четыре года назад, помогли европейским физикам очень точно проверить один из главных постулатов теорий Эйнштейна. Их выводы были представлены в журнале Physical Review Letters.
"Для проведения этих экспериментов нам пришлось синхронизировать часы с рекордно высокой точностью и убрать все систематические ошибки в замерах времени. Представьте себе - их показатели не должны были различаться более чем на четыре миллионных доли микросекунды", - рассказывает Пакоме Дельва (Pacome Delva) из Сорбонны (Франция).
Подобные усилия, как отмечает физик, помогли его команде провести пока самую жесткую и точную проверку так называемого принципа эквивалентности - одной из основ общей теории относительности Эйнштейна.
Этот принцип, в самом общем и упрошенном виде, гласит, что частицы света, обладающие разной длиной волны, испущенные далеким объектом в космосе, должны прибыть к Земле в одно и то же время, даже если они прошли через мощные гравитационные поля. Аналогичным образом должны вести себя и другие объекты видимого мира, начиная с шаров и пушинок в опытах Галилея и заканчивая сгустками энергии.
Принцип эквивалентности уже неоднократно проверялся как на Земле, так и на орбите, используя американский зонд Gravity Probe A и российский "Радиоастрон". Несмотря на подобные проверки, ученые пока не до конца уверены в том, соблюдается ли он в самых экстремальных уголках космоса - в "семьях" нейтронных звезд или в окрестностях черных дыр.
Как рассказывает Дельва, Европейское космическое агентство изначально не планировало проводить подобные эксперименты. Идея об их организации появилась у ученых в августе 2014 года, когда два новых зонда системы "Галилео" были выведены на "неправильную" орбиту из-за ошибки в работе разгонного блока "Фрегат-МТ".
Специалисты ЕКА обратили внимание на то, что на борту каждого спутника "Галилео" установлены сверхточные атомные часы, необходимые для работы систем навигации на Земле, и вспомнили об опытах, которые проводились на гравитометрических спутниках в середине 70 годов прошлого века.
Руководствуясь этой идеей, они передали контроль над спутниками в руки ученых, и позволили им свободно проводить эксперименты на борту потерянных "Милены" и "Дорезы". Физики достаточно быстро повторили результаты Gravity Probe A, однако на дальнейшее увеличение качества замеров у них ушло более трех лет.
Убрав все погрешности измерений и вычислив орбиты "заблудившихся" зондов, европейские физики смогли повысить точность проверки принципа эквивалентности примерно в пять раз по сравнению с Gravity Probe A, что пока является абсолютным рекордом для подобных опытов.
В общей сложности, ученые наблюдали за движением спутников на протяжении более тысячи дней. За все это время они не зафиксировали никаких нарушений теории относительности. Максимальный уровень отклонений от ее предсказаний, как отмечает Дельва, составил всего 0,00015%, что укладывается в погрешность приборов.
Как надеются ученые, дальнейшее накопление данных позволит им обновить рекорд и дать окончательный ответ на вопрос, был ли прав Эйнштейн в данном случае или нет.
