O Princípio da Equivalência Fraca é um componente crítico da teoria da relatividade geral. O princípio sugere que os objetos em um campo gravitacional caem de maneira semelhante quando nenhuma outra força está agindo sobre eles, mesmo que tenham massas ou composições diferentes.
Em um novo estudo, uma equipe de cientistas testou o princípio medindo as acelerações de objetos em queda livre em um satélite orbitando a Terra. Eles descobriram que as acelerações de pares de objetos diferiam em cerca de uma parte em 1015 descartando quaisquer violações do Princípio de Equivalência Fraca ou desvios do entendimento atual de relatividade geral nesse nível.
O relatório descreve os resultados finais da missão MICROSCOPE.
Gilles Métris, cientista do Observatório Côte d'Azur e membro da equipe do MICROSCOPE, disse: “Temos restrições novas e muito melhores para qualquer teoria futura porque essas teorias não devem violar o princípio de equivalência neste nível.”
Em seu experimento, os cientistas mediram a proporção de Eötvös com precisão extremamente alta, que se relaciona com as acelerações de dois objetos em queda livre. Se houver uma diferença nas acelerações dos objetos em mais de uma parte em 1015, o experimento mediria e detectaria essa violação do WEP.
Para medir a proporção de Eötvös, os cientistas monitoraram as acelerações das massas de teste de platina e liga de titânio enquanto orbitavam a Terra no satélite MICROSCOPE. O instrumento experimental usou forças eletrostáticas para manter pares de massas de teste na mesma posição uma em relação à outra. Ele procurou diferenças de potencial nessas forças, indicando diferenças nas acelerações dos objetos.
Manuel Rodrigues, cientista do laboratório aeroespacial francês ONERA e membro da equipa MICROSCOPE, dito, “Um grande desafio do experimento foi encontrar maneiras de testar o instrumento na Terra para garantir que funcionaria conforme projetado no espaço. A dificuldade é que o instrumento que lançamos não pode operar no solo. Portanto, é uma espécie de teste cego.”
O trabalho da equipe abre caminho para a pesquisa de satélites para testar o WEP com ainda mais precisão. Sua pesquisa inclui recomendações para melhorar a configuração experimental, como minimizar rachaduras no revestimento de satélites que dificultam as medições de aceleração e trocar fios por dispositivos sem contato.
Um experimento de satélite que implemente essas atualizações deve ser capaz de medir possíveis violações do WEP no nível de uma parte em 1017, dizem os pesquisadores. Mas os resultados do MICROSCOPE provavelmente continuarão sendo as restrições mais precisas do WEP por um tempo.
Jornal de referência:
- Pierre Touboul e cols. MICROSCOPE Missão: Resultados Finais do Teste do Princípio da Equivalência. Física Rev. Lett. 129. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.121102
