科学家们已经证明，尽管爱因斯坦的广义相对论理论已经存在一个多世纪了，但它仍然非常准确。
这项研究背后的团队想要测试广义相对论的一个组成部分
爱因斯坦的广义相对论，称为弱等效原理，该原理指出，所有物体，无论其质量或成分如何，在特定的重力场中都应以相同的方式自由落体，前提是消除了气压等因素的干扰。为了做到这一点，科学家们测量了法国一颗名为MICROSCOPE的卫星中自由落体物体的加速度，该卫星于2016年发射。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
最著名的弱等效原理测试之一发生在
阿波罗15号登月行走期间，当时宇航员大卫·斯科特同时掉落了一根羽毛和一个地质锤；在没有空气阻力的情况下，这两个物体都以相同的速率向月球表面加速。与此类似，MICROSCOPE携带由铂和钛合金制成的自由落体测试质量。静电力使测试质量保持彼此相对的位置，因此在这种施加的静电力中产生的任何差异都必须是物体加速度偏差的结果。
该团队的研究结果是20年研究的结晶，结果显示，成对物体的自由落体加速度差异不超过1/10^15，即0.000000000000001，这意味着他们发现弱等效原理的违背程度不大于此。
除了限制弱等效原理的偏差外，这些发现也不利于爱因斯坦1915年的
引力理论，即广义相对论的整体偏差。科学家们继续寻找这种偏差，因为广义相对论是我们对引力的最佳描述，但它与量子物理学（我们对难以想象的小尺度现实的最佳模型）不一致。
因此，没有偏差迹象意味着仍然没有迹象表明存在广义相对论的扩展，可以弥合与量子物理学的差距。
MICROSCOPE团队成员、法国蔚蓝海岸天文台的科学家吉尔斯·梅特里斯在
美国物理学会发布的声明中表示：“我们为任何未来的理论提供了新的、更好的约束，因为这些理论一定不能在这个水平上违反等效原理。”美国物理学会发表了这项研究。
MICROSCOPE于2016年4月发射，任务人员于2017年发布了初步结果。自那时以来，即使在实验于2018年结束后，数据分析仍在继续。
新研究发现没有违反弱等效原理的事实，对广义相对论的这一要素提出了迄今为止最高的约束，并且这些结果也为未来更灵敏的测试奠定了基础。
这是因为科学家们提出了关于如何改进他们使用的实验装置的建议。他们写道，潜在的升级包括减少卫星涂层中的缺陷，这些缺陷会影响加速度测量，以及用无线系统取代有线系统。
实施这些改进的卫星可能会探测到弱等效原理的违背程度小至1/10^17，比MICROSCOPE灵敏100倍。但该团队预测，这些改进在一段时间内还不可行，这意味着目前，MICROSCOPE实验仍将是弱等效原理的最佳测试。
MICROSCOPE团队成员、法国航空航天研究机构ONERA的科学家曼努埃尔·罗德里格斯在同一份声明中表示：“至少十年甚至二十年内，我们都不会看到空间卫星实验有任何改进。”
该团队的研究于周三（9月14日）发表在《物理评论快报》杂志和《经典与量子引力》特刊上。
版权所有 2022 Space.com，Future公司。保留所有权利。未经授权，不得发布、广播、重写或重新分发此材料。