研究人员以前所未有的精度证实了物理学中的一个基本假设——质量的各种性质，如重量、惯性和引力，总是相等的，而不管所涉及的质量的具体组成。这强化了爱因斯坦相对论中必不可少的等效原理，并解决了经典物理学和量子物理学之间分歧的临界点。
来自汉诺威莱布尼茨大学和不来梅大学的研究小组确认另一个等效原理。
科学家们利用半个世纪以来的月球激光测距数据以100倍的精度确认质量的所有性质都是相等的。这一发现极大地支持了爱因斯坦的等效原理，这是相对论的基石。
基础物理学最基本的假设之一是质量的不同性质——重量、惯性和引力——彼此之间总是保持不变。如果没有这种对等关系，爱因斯坦的相对论将会被推翻，我们现在的物理教科书将不得不重写。尽管迄今为止所有的测量都证实了等效原理，但量子理论假定应该存在违反。爱因斯坦的引力理论和现代量子理论之间的这种不一致，就是为什么对等效原理进行更精确的测试尤为重要的原因。
不来梅大学应用空间技术和微重力中心(ZARM)的一个团队，与汉诺威莱布尼茨大学大地测量学研究所(IfE)合作，现在已经成功地以100倍的精度证明了被动重力质量和主动重力质量总是相等的——不管各自质量的特定组成。这项研究是在卓越集群“量子前沿”的框架内进行的。7月13日，该团队在科学杂志《物理评论快报》上发表了他们的研究结果，作为一篇重点文章。
地月双星系统。资料来源:欧洲航天局2002年AEOS Medialab
物理环境
惯性质量抵抗加速度。例如，当汽车启动时，它会使你向后推到座位上。被动重力质量对重力产生反应，导致我们在地球上的重量。主动引力质量是指一个物体所产生的引力，或者更准确地说，是指其引力场的大小。这些性质的等价性是广义相对论的基础。因此，惯性和被动重力质量的等效性以及被动和主动重力质量的等效性都在越来越精确地进行测试。
该出版物的第一作者Vishwa Vijay Singh。信贷:辛格
这个研究是什么场吗?
如果我们假设被动和主动引力质量不相等——它们的比例取决于物质——那么由不同质心的不同材料构成的物体就会自我加速。由于月球由铝壳和铁核组成，质心相互偏移，月球应该加速。这种假设的速度变化可以通过“月球激光测距”进行高精度测量。这包括从地球将激光指向阿波罗任务和苏联月球计划放置在月球上的反射器。从那时起，激光束的往返旅行时间被记录下来。研究小组分析了从1970年到2022年的50年间收集的“月球激光测距”数据，并研究了这种质量差效应。由于没有发现任何影响，这意味着被动和主动引力质量大约等于小数点后14位。这一估计比1986年之前最好的研究要准确100倍。
独特的专业知识
LUH的大地测量研究所是世界上仅有的四个分析月球激光距离测量的中心之一，在评估数据方面具有独特的专业知识，特别是在测试广义相对论方面。在目前的研究中，该研究所分析了月球激光测距的测量结果，包括误差分析和结果解释。
来自汉诺威莱布尼茨大学大地测量学研究所的Vishwa Vijay Singh, j
rgen m
ller和Liliane Biskupek，以及来自不来梅大学应用空间技术和微重力中心(ZARM)的Eva Hackmann和Claus L?mmerzahl在《物理评论快报》上发表了他们的发现，该论文在“编辑建议”这一分类中被突出显示。
参考文献:Vishwa Vijay Singh, j
rgen m
ller, Liliane Biskupek, Eva Hackmann和Claus的“用月球激光测距测试主动和被动重力质量的等效性”L?mmerzahl, 2023年7月13日，物理评论通讯。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.131.021401
