100여 년이 지난 후에도 과학자들은 알베르트 아인슈타인이 옳았다는 것을 계속해서 증명하고 있습니다.

유명한 물리학자의 혁명적인 일반 상대성 이론은 1915년에 처음 등장하여 중력이 시공간 곡률을 따라 떨어지는 물체로 이해될 수 있다고 가정했습니다. 잘 테스트된 제품 중 하나는 블랙홀이나 지구 자체와 같이 무겁고 회전하는 물체가 시공간과 궤도에 있는 모든 것을 끌어당기는 프레임 드래그입니다. (일부 연구자들은 그 효과를 꿀에 숟가락을 휘저어 꿀과 꿀에 들어 있는 모든 것을 휘젓는 것과 비교했습니다.)

이제 연구자들은 이전보다 더 정확하게 이 현상을 측정할 수 있게 되었으며, 수요일에 저널에 발표된 연구에서 아인슈타인의 가장 위대한 이론을 다시 한번 확인했습니다. 자연.

과학저널리즘 지원에 대하여

이 기사가 마음에 드셨다면 수상 경력이 있는 저널리즘을 지원해 보시기 바랍니다. 구독하다. 구독을 구매하시면 오늘날 우리 세계를 형성하는 발견과 아이디어에 대한 영향력 있는 이야기의 미래를 보장하는 데 도움이 됩니다.

“우리는 타이어 드래그 측정을 10배 이상 향상시켰습니다. 이는 물리학에서 매우 중요한 일입니다.”라고 로마에 있는 Sapienza 대학의 물리학자이자 논문의 주저자인 Ignazio Ciofolini가 말했습니다. “이 측정은 중력에 대한 대체 이론에 대한 타당성 한계를 설정하는 데 도움이 되었습니다.”

이번 연구는 Ciofolini가 주도한 임무인 LARES-2(Laser Relativity Satellite 2)의 데이터에 의존했습니다. 2022년 이탈리아 우주국에 의해 궤도에 발사된 LARES-2는 NASA의 레이저 지구역학 위성(LAGEOS) 임무의 이전 작업에 대한 후속 작업입니다. LARES-2와 LAGEOS 위성은 둘 다 은하 디스코 볼과 유사한 거울 천체로, 과학자들은 거울에서 레이저를 쏘아 천체의 정확한 궤도 위치를 찾아냅니다.

위성은 지구에서 수천 킬로미터 떨어진 곳에서 궤도를 돌고 있는데, 이는 대기가 궤도를 교란할 수 있는 고도보다 훨씬 더 높은 고도입니다. 이는 우리 행성이 완벽한 구형이라면 프레임의 항력이 궤도 변화의 유일한 원인이 될 것이라고 Ciofolini는 말합니다. 불행하게도, 우리가 조수라고 알고 있는 태양과 달의 중력으로 인해 우리 세계는 약간 불균형을 이루고 위성의 궤도 움직임이 복잡해집니다. 그러나 LARES-2와 LAGEOS 측정을 결합함으로써 그와 그의 팀은 이러한 효과를 취소하여 1000분의 1의 불확실성으로 프레임 드래그를 결정했습니다.

이번 연구에는 참여하지 않았지만 시카고 대학의 천체 물리학자인 다니엘 홀츠(Daniel Holz)는 이것은 그 자체로 인상적인 성과라고 말했습니다. 그러나 2004년에 발사된 우주선인 NASA의 7억 5천만 달러 규모의 Gravity Probe B와 같은 이전 임무와 비교할 때 훨씬 더 놀랍습니다. 이 우주선은 온보드 자이로스코프를 사용하여 훨씬 낮은 정밀도로 타이어 저항을 측정했습니다.

“이것은 위성의 전체 궤도를 자이로스코프처럼 취급하기 때문에 100배 더 좋고 비용도 훨씬 저렴합니다. 이는 매우 훌륭하고 우아한 방법입니다.”라고 Holz는 말합니다.

달과 태양의 조수가 LARES-2의 궤도에 어떻게 영향을 미치는지 정확하게 식별하는 것은 현재까지 프레임의 최고의 항력을 측정하는 데 중요했습니다. 대부분의 조석 효과는 두 위성의 데이터 조합으로 쉽게 상쇄되었지만 K1이라고 불리는 달의 조석은 방정식에 불확실성을 가져왔습니다.

과학자들은 그 영향을 이해하기 위해 K1 해일이 위성에 미치는 영향을 3년 동안 추적해야 했습니다. 긍정적인 측면에서는 팀의 작업이 K1의 강도에 새로운 한계를 설정하고 있으며, 이는 과학자들이 지진과 지구의 해양을 연구하는 데 도움이 될 수 있는 발견입니다.

일반상대성이론의 결과를 보다 정확하게 측정함으로써 본 연구는 아인슈타인의 결론에 의문을 제기하는 대안 이론도 제한합니다. 이번 연구에 참여하지 않은 Monash University의 천체물리학 교수인 Paul Laskey는 팀이 태양계 내에서 프레임워크의 항력을 측정했기 때문에 상대적으로 약한 중력장에서 작업했다고 말했습니다. 그는 더 강한 중력장에서 수행된 실험이 그러한 대안 이론의 타당성에 대해 더 큰 확실성을 제공할 수 있다고 말했습니다.

“여기에 제시된 작업은 일반 상대성 이론에서 벗어날 가능성이 있는 더 강한 중력 시스템을 조사하지는 않지만 보다 기초적인 측정입니다.”라고 Laskey는 결론지었습니다.

홀츠는 이번 연구가 “아인슈타인의 모자에 또 다른 깃털”을 추가함으로써 일반 상대성 이론의 지속적인 성공을 다시 한번 입증한다고 말합니다.

“결과는 상대성 이론을 바꾸지 않으며, 상대성을 깨뜨릴 수 있는 창조 이론가들이 열정을 갖고 있던 일부 이론은 배제되었습니다”라고 그는 말합니다. “그러나 그것이 발전이 일어나는 방식입니다.” “이제 다음 단계로 넘어가겠습니다.”

이제는 과학을 옹호할 때입니다

이 글이 마음에 드셨다면 많은 응원 부탁드리겠습니다. 아메리칸 사이언티픽 그는 180년 동안 과학과 산업의 옹호자로 활동해 왔으며, 지금 이 순간은 아마도 두 세기의 역사에서 가장 중요한 순간일 것입니다.

나는 아메리칸 사이언티픽 12살 때부터 구독했고, 세상을 보는 방식을 형성하는 데 도움이 되었습니다. SciAm 그것은 항상 나를 교육하고 기쁘게 하며, 우리의 넓고 아름다운 세상에 대한 경외심을 불러일으킵니다. 당신에게도 그렇게 되기를 바랍니다.

만약 당신이 구독하기 아메리칸 사이언티픽귀하는 당사의 보도가 의미 있는 연구 및 발견에 초점을 맞추도록 도와줍니다. 우리는 미국 전역의 실험실을 위협하는 결정을 보고할 수 있는 자원을 보유하고 있습니다. 그리고 우리는 과학 자체의 가치가 종종 인식되지 않는 시대에 신흥 과학자와 기존 과학자 모두를 지원합니다.

그 대가로 중요한 뉴스를 접하게 됩니다. 매력적인 팟캐스트, 훌륭한 인포그래픽, 꼭 봐야할 뉴스레터와 영상도 놓칠 수 없죠, 도전적인 게임, 과학계 최고의 글쓰기 및 보도. 당신도 할 수 있습니다 누군가에게 구독권을 선물해 보세요.

우리가 일어서서 과학의 중요성을 보여주어야 할 이보다 더 중요한 시기는 없었습니다. 나는 당신이 그 임무에 우리를 지원하기를 바랍니다.