Обстрел Луны лазером помог физикам проверить теории Эйнштейна
Наблюдения за тем, как лазерные лучи отражаются от поверхности зеркал на Луне, оставленных астронавтами "Аполлонов", помогли физикам проверить основные постулаты теории относительности и не найти их нарушений, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
"Мы знаем, что физика не закончится на Стандарной модели и на общей теории относительности. Более того, сегодня мы очень хорошо понимаем, что объединить оба этих аспекта современной физики фактически невозможно. Для того, чтобы это было возможно, нам нужно "поломать" преобразования Лоренца", - объясняет Мари-Кристин Ангонин (Marie-Christine Angonin) из Сорбонны (Франция).
Один из ключевых принципов общей теории относительности Эйнштейна является то, что все законы, которые описывают поведение Вселенной, работают одинаковым образом во всех системах отсчета и вне зависимости от углов их поворота. Более того, они должны работать одинаково даже тогда, когда время начинает идти не вперед, а назад.
Часть из таких "обращений во времени" являются не совместимыми с квантовой физикой, Стандартной моделью микромира и многими другими теориями и наблюдательными фактами, что заставляет ученых искать то, как могут нарушаться подобные принципы, наблюдая за скоростью света и другими вещами, которые определяет общая или специальная теория относительности.
Одним из первых примеров подобных проверок являются замеры расстояния от Луны до Земли, которые проводятся при помощи уголковых отражателей, оставленных на спутнице нашей планеты астронавтами миссий "Аполлон" или расположенные на советских луноходах.
Их суть заключается в следующем: благодаря небольшому расстоянию и сверхточным атомным часам, мы можем измерить расстояние до Луны с очень высокой точностью, вплоть до сантиметра. В свою очередь, астрономы научились очень точно просчитывать характер движения Луны по ее орбите вокруг Земли. Соответственно, сравнивая оба этих показателя, можно понять, нарушаются ли постулаты теории относительности или нет.
Подобные опыты уже неоднократно проводились, в том числе и с участием квантовых компьютеров, и ученым ни разу не удалось зафиксировать сдвигов в скорости света. Ангонин и ее коллеги повторили эти опыты, используя данные, собранные в ходе последних 44 лет, в общей сложности проанализировав свыше 20 тысяч "обстрелов" Луны лазером.
Эти данные физики сравнили с расчетами лунной орбиты, полученными при помощи "расширенной" Стандартной модели физики, комбинирующей в себе принципы и теории мира элементарных частиц, и принципы, изложенные в общей теории относительности Эйнштейна. Подобные расчеты орбиты, по словам ученых, гораздо точнее, чем "обычные" методики ее вычисления, так как они учитывают все релятивистские эффекты, возникающие при движении света между двумя вращающимися телами.
Сравнение этих расчетов и данных по "обстрелу" Луны не продемонстрировало никаких заметных отклонений, что показывает, что теория относительности корректно описывает реальность. Иными словами, нарушения симметрии законов физики или не существуют, или они настолько малы, что текущие опыты их не показывают. Ангонин и ее коллеги планируют продолжить эти наблюдения для того, чтобы понять, так ли это на самом деле.
