Galileo bedacht een experiment, zonder het in de praktijk te brengen, waarin hij twee objecten van verschillende samenstelling en massa samen van de top van de toren van Pisa wierp, de ‘Microscope Satellite’ doet hetzelfde, maar nauwkeuriger. Voer voor de theoretische natuurkundigen, zij zijn dolgelukkig met de nieuwe studie die volgt uit de metingen van de Microscope (CNES), die het fundament van deze stelling versterkt.
Satellite Microscope credits; CNES
Microscope staat voor ‘Micro-Satellite à traînee Compensée pour l’Observation du Principe d’Equivalence. Het is een 300 kilogram klasse mini-satelliet en wordt beheerd door de Franse National Center for Space Studies (CNES). Met behulp van deze satelliet, die gelanceerd is in april 2016, waren de onderzoekers in staat om de universaliteit van de vrije val te testen met een nauwkeurigheid in de orde van 10 ^-15, 100 keer nauwkeuriger dan kan worden bereikt op aarde. De bevindingen werden vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters. Delftse onderzoekers van de Astrodynamica groep waren betrokken bij de studie. ‘Het vinden van een afwijking van de algemene relativiteitstheorie is de heilige graal in de natuurkunde’, zegt Dr. Dominic Dirkx van de sectie.
‘Het zwakke equivalentieprincipe houdt in dat wanneer twee voorwerpen in een vacuüm onder dezelfde zwaartekracht vallen, ze op dezelfde snelheid vallen, ongeacht hun verschil in massa of compositie. We weten uit ervaring dat dit geldt voor alledaagse voorwerpen. Gaat het echt absoluut op als we het meten op het niveau van een fractie van een seconde? ‘ Er zijn theorieën in de natuurkunde die voorspellen dat het equivalentieprincipe op zeer zwakke niveaus kan worden geschonden en de theorie van de algemene relativiteit is fundamenteel onverenigbaar met een andere beproefde theorie: de kwantummechanica, die de fysica van de extreem kleine beschreef. ‘Mensen zijn op zoek naar een verenigende theorie van de fysica’ zegt Dirkx.‘ Deze uiterst nauwkeurige meting van het equivalentieprincipe, een precisie in de orde van 10 ^-15, streept enkele alternatieve theorieën weg. Dat maakt deze publicatie zo belangrijk. ”
Onderzoekers van de TU Delft in de groep Astrodynamica van Prof. Pieter Visser waren indirect betrokken bij het onderzoek en gebruiken de gegevens van de satelliet voor iets heel anders: het uitvoeren van berekeningen op de dichtheid van de ruimte direct buiten de atmosfeer. ‘Er zijn nauwelijks deeltjes daar, maar de weinige deeltjes die er zijn doen veroorzaken kleine ‘drag’ of trekkracht op de satelliet,’ legt Dirkx uit. ‘Het is belangrijk om de effecten van deze deeltjes te begrijpen om satelliet trajecten te berekenen, en een beter inzicht in ruimteweer te krijgen. ‘ Bron; TU Delta
‘Microscope Mission; First Results of a Space Test of the Equivalence Principle’ by P. Touboul at al. is published in Physical Review Letters.
