画像クレジット：NASA / JPL
遅かれ早かれ、アインシュタインの統治は、彼の前のニュートンの統治のように、終わりを迎えます。基本的な現実の概念を覆すことになる物理学の世界での激動は避けられないと、ほとんどの科学者は信じており、現在、王位の後継者になるために競合する少数の理論の間で競馬が進行中です。
実行中は、11次元の宇宙、空間と時間に応じて変化し、目に見えない5次元の非常に小さな振動ストリングだけとして本当に固定されたままである普遍的な「定数」（重力の強さなど）アインシュタインが信じていたように、現実の基本的な構成要素、そして滑らかで連続的ではないが、消えるほど小さいサイズの離散した分割できないチャンクに分割された空間と時間のファブリック。実験は最終的にどの勝利を決定します。
アインシュタインの相対性理論の予測をこれまで以上に正確にテストする実験の新しい概念が、NASAのジェット推進研究所（JPL）の科学者によって開発されています。巨大な実験室として太陽系を効果的に使用する彼らの使命は、対立する理論の分野を狭め、物理学の次の革命に一歩近づくのに役立ちます。
分割された家
ほとんどの人の心に重くのしかかることはないかもしれませんが、偉大な分裂は長い間、宇宙に対する私たちの基本的な理解を悩ませてきました。現在、空間、時間、物質、エネルギーの性質と振る舞いを説明する2つの方法があります。アインシュタインの相対性理論と量子力学の「標準モデル」です。どちらも非常に成功しています。たとえば、全地球測位システム（GPS）は相対性理論なしには実現できません。一方、コンピューター、テレコミュニケーション、インターネットは量子力学のスピンオフです。
しかし、2つの理論は異なる言語のようであり、それらの間でどのように翻訳するかはまだ誰にもわかりません。相対性理論は、時空と呼ばれる現実の4次元の動的弾性ファブリックに空間と時間を統合することによって重力と運動を説明します。 （質量はエネルギーの1つの形態であるため、時空を歪めることによって重力を作成します。）一方、量子力学は、空間と時間が平坦で不変の「ステージ」を形成し、その上で粒子のいくつかのファミリーのドラマが展開することを前提としています。 。これらの粒子は時間内で前後に動くことができ（相対論では許されない）、これらの粒子間の相互作用は自然の基本的な力を説明します-重力の明白な例外を除きます。
これら2つの理論の行き詰まりは何十年も続いています。ほとんどの科学者は、どういうわけか、最終的には2つを包括する統合理論が開発され、それぞれが含む真理が単一のすべてを網羅する現実のフレームワークにうまく収まることを示すと想定しています。そのような「すべての理論」は、宇宙の誕生、進化、そして最終的な運命に関する私たちの知識に大きな影響を与えます。
JPLの科学者であるSlava Turyshevと彼の同僚は、国際宇宙ステーション（ISS）と太陽の反対側を周回する2つの小型衛星を使用して、相対性理論をかつてない精度でテストする方法を考えました。 NASAの生物物理学研究室からの資金提供によって一部開発された彼らの概念は非常に敏感であるため、アインシュタインの理論の欠陥を明らかにする可能性があり、競合するすべての理論が現実と一致するかどうかを区別するために必要な最初のハードデータを提供します。これは単なる派手なチョークワークです。
この実験は、相対性理論によるレーザー宇宙測定テスト（LATOR）と呼ばれ、太陽の重力が2つの小型衛星から放出されたレーザー光線をどのように偏向させるかを調べます。重力は、光が通過する空間をゆがめるため、光の経路を曲げます。この重力による時空のゆがみの標準的なアナロジーは、太陽のような物体の重さで伸びるゴムの平らなシートとして空間を想像することです。シートのくぼみは、太陽の近くを通過するオブジェクト（質量のない光の粒子でさえ）が通過するときにわずかに回転するようにします。
実際、アーサーエディントン卿がアインシュタインの一般相対性理論を最初にテストしたのは、1919年の日食の際の太陽による星の光の曲がりを測定することでした。宇宙の面では、太陽の重力はかなり弱いです。太陽の端をすくう光の光線の経路は、約1.75秒角（1秒角は1/3600度）だけ曲がります。彼の測定機器の精度の範囲内で、エディントンはスターライトが実際にこの量だけ曲がったことを示し、そうすることで効果的にニュートンを弾劾しました。
LATORは、この偏向をエディントンの実験の10倍（109）倍の精度と現在の記録保持者の30,000倍の精度で測定します。土星を探査する途中でカッシーニ宇宙船からの信号を使用した偶然の測定です。
「[LATOR]は、基礎物理学にとって非常に重要な進歩になると思います」と、ポストニュートン物理学に多大な貢献をしており、LATORに直接関わっていないワシントン大学の物理学教授、クリフォードウィルは言います。 「一般相対性理論のテストをより正確に行うよう引き続き努力する必要があります。これは、何らかの偏差があると、以前は知らなかった新しい物理学が存在することになるからです。」
ソーラーラボ
実験は次のように行われます。それぞれ幅が約1メートルの2つの小型衛星が、地球とほぼ同じ距離で太陽を周回する軌道に打ち上げられます。この1組の小型衛星は地球よりもゆっくりと軌道を回るので、打ち上げから約17か月後、小型衛星と地球は太陽の反対側にあります。 2つの衛星は約500万km離れていますが、地球から見たときの2つの衛星間の角度はわずか1度です。 2つの衛星と地球が一緒になって、細い三角形を形成し、その側面に沿ってレーザービームがあり、それらのビームの1つが太陽の近くを通過します。
Turyshevは、ISSに取り付けられた干渉計を使用して2つの衛星間の角度を測定することを計画しています。干渉計は、光線を捉えて結合するデバイスです。 2つの小型衛星からの光の波が互いに「干渉」する方法を測定することにより、干渉計は衛星間の角度を約100億分の1秒、つまり0.01マイクロ秒（マイクロ秒）の非常に正確に測定できます。 LATOR設計の他の部分の精度を考慮すると、これにより、1回の測定の場合のように、重力によってレーザービームが約0.02曲がる程度を測定する全体的な精度が得られます。
「ISSを使用すると、いくつかの利点があります」とTuryshev氏は説明します。 「1つは、地球の大気のゆがみより上にあり、干渉計の2つのレンズを遠くに配置して（ソーラーパネルトラスの両端に1つずつ）十分な大きさであるため、解像度と精度が向上します。結果。"
LATORの精度0.02は、熱望するTheory of Everythingによって予測されたアインシュタインの相対性理論からの偏差を明らかにするのに十分です。 LATORの測定値との合意は、これらの理論のいずれにとっても大きな後押しとなるでしょう。しかし、LATORによってもアインシュタインからの逸脱が見つからない場合、現在の候補者のほとんどは、11次元、ピクセル化されたスペース、および定数の定数とともに、致命的な打撃を受け、空にあるほこりっぽいライブラリスタックに「引き継がれ」ます。 。
ミッションは既存のテクノロジーのみを必要とするため、Turyshev氏は、LATORは2009年または2010年にすぐに飛行する準備ができている可能性があると述べています。王位。
元のソース：NASA /サイエンスストーリー
