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    標題 這一物理學基本原理，通過了最精確的檢驗
    分類 熱點事件
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    物理學中有許多事實違背了我們的日常直覺。一個典型的例子是，兩個質量不同的物體在真空中同一高度下落時，會同時落到地面。這個違反直覺的例子恰恰說明，我們日常熟悉的引力，其實是一個非常特殊的相互作用，它可能蘊含著許多深刻的奧秘。

    廣義相對論的基礎

    早在17世紀，伽利略就推斷出真空中的所有物體都以相同的速度下落。相傳他曾提出從比薩斜塔頂端同時投擲兩個質量不同的物體。然而，這個想法似乎并沒有付諸實踐。

    后來牛頓在萬有引力理論中指出，兩個質量物體之間的引力與其引力質量的乘積成正比。此外，在運動第二定律中，他用慣性質量把物體的加速度和作用在物體上的力聯系起來。牛頓假設慣性質量和引力質量相等，預言在地球或其他大質量物體的引力場中，大質量物體的運動應該與其質量無關。

    這種自由落體的普遍性，首先被伽利略和牛頓的洞穴看到，在1907年被愛因斯坦提升為一個原理，即弱等效原理。弱等效原理描述的是兩個成分或質量不同的物體在同一個引力場中會以相同的速度下落。同樣，它也強調慣性質量和引力質量的等價性。

    1915年，愛因斯坦發表了廣義相對論，他的整個廣義相對論的構建依賴于弱等效原理的有效性。所以，驗證弱等效原理也成了驗證廣義相對論的方法之一。

    空間最高精度：10

    由于廣義相對論無法解釋觀察到的量子現象，物理學家們不斷嘗試在各種場景中以更高的精確度驗證這一理論。近年來，盡管科學家已經能夠以10%的精度驗證它。但是在更高的精確度水平上，它仍然可能被違反。

    現在，在一項新的研究中，一個研究小組對弱等效原理進行了迄今為止最精確的測試。他們在顯微鏡衛星以 10 的精度驗證了弱等效原理上進一步把這個理論推到了極限。

    顯微鏡衛星是一顆300公斤重的繞地球運行的微型衛星。為了避免實驗結果的影響，衛星上安裝了冷氣微推力器，可以補償最小的軌道擾動。2016年，它首次在太空中測試了自由落體的普遍性，其實驗精度遠高于在地球上進行的任何實驗。

    632805628e9f09440076ed41_10241322.jpg顯微鏡衛星，旨在測試等效原理，于2016年發射。(圖//CNES)

    自由落體實驗之所以在太空中進行，是因為在那里，物體不會像在地球上遇到的那樣受到擾動(尤其是地震擾動)的影響。研究人員可以花幾個月的時間，在一顆軌道衛星上以近乎完美的自由落體觀察兩個不同的物體，從而通過分析物體的加速度來檢驗弱等效原理。

    太空自由落體實驗

    在新的研究中，通過測量厄特沃什比率(厄特瓦斯比)來檢驗弱等價原理。Eotvos比值是與兩個自由落體的加速度有關的比值，它是兩個有質量物體的加速度之差與它們的平均加速度之間的比值。

    在實驗中，MICROSCOPE團隊選擇了兩種不同的材料，制作了兩個——的同心圓柱形實驗質量，一個由鈦制成，另一個由鉑銠合金制成。他們使用一種可以通過靜電力精確控制物體的儀器，使兩個測試質量保持在同一位置。然后，研究人員通過尋找電位差來分析兩個測試質量之間的加速度差異。如果弱等效原理在此精度水平下仍然成立，則兩個試驗質量將受到相同的加速度，即使它們的質量或成分不同。

    2017年，顯微鏡團隊發表了他們的第一批結果，結果顯示，當Eotvos比值不超過10時，沒有跡象表明弱等效原則被違反。在2018年顯微鏡衛星的任務結束后，研究人員繼續分析數據?，F在，他們得到的最終結果證實了之前的發現。

    新結果的精度進一步提高，顯示在厄特沃什比率不超過 10 的情況下，沒有任何違反弱等效原理的情況。這就打消了目前對于廣義相對論在這個精度水平上出現偏差的擔憂，再次證明——愛因斯坦是對的！

    展望10

    這個結果是迄今為止對弱等價原理最嚴格的限制。預示著未來任何替代廣義相對論的理論，都需要在不違背弱等價原則的前提下，達到這樣的精度水平。

    此外，這項工作為利用衛星實驗更精確地檢驗弱等效原理鋪平了道路?？茖W家希望未來通過升級實驗儀器，可以在10的水平上探測到弱等效原理，但這樣的升級需要我們耐心等待。研究人員表示，至少在未來10到20年內，顯微鏡團隊這次獲得的結果將永遠是弱等效原理最精確的約束。

         這一物理學基本原理，通過了最精確的檢驗 翩然歸目瞪口呆舉世矚目來23. 我望著那些人，他們究竟知道不知道外面的世界呢？當我們快被緊張和忙碌扼死的時候，當寬坦的街市上樹立著被速度造成的傷亡牌，為什么他們獨有那樣悠閑的歲月，用最原始的鑿子，在無人的山間，敲打出最遲緩的時鐘？如果您能盡早回復，我們將不勝感激。23.差以毫厘，謬以千里。    深院榴花吐，畫簾開、綀衣紈扇，午風清暑。兒女紛紛夸結束，新樣釵符艾虎。早已有游人觀渡。老大逢場慵作戲，任陌頭年少爭旗鼓，溪雨急，浪花舞。映階碧草自春色，隔葉黃鸝空好音。衛星,相對論,牛頓,愛因斯坦,伽利略Without such evidence, we cannot accept the author’s conclusion that no government funds should be directed toward maintaining the Styx River bridge.
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    更新時間：2025/7/9 16:01:06
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