Die Krümmung der Raumzeit wurde viele Male anhand der Ablenkung von Licht um massive astronomische Objekte beobachtet. Aber wurde es in einem Labor um kleine Objekte herum beobachtet?
Im Cavendish-Experiment hat die Anziehungskraft zwischen zwei Massen eine ausreichende Wirkung, um auf der Erde gemessen zu werden. Damit stellt sich die Frage, ob Lichtablenkung aus gekrümmter Raumzeit auch im Labor messbar ist.
Wenn es nicht erreicht wurde, wie weit sind wir davon entfernt? Wie viel Präzision wäre nötig?
Ja. Eine relativ direkte Messung der Krümmung der Raumzeit wurde kürzlich mit einem 16-cm-Atom-Interferometer-Setup durchgeführt: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.183602 (kostenpflichtig).
Die Grundidee dieser Art von Experimenten besteht darin, dass ein Paket von Atomen in einer Quantenüberlagerung von Orten präpariert, dann ähnlich wie Licht auf einem Strahlteiler rekombiniert und die Phasenänderung ausgelesen wird. Die beiden räumlich getrennten Teile der Wellenfunktion erfahren aufgrund der kleinen Änderungen im lokalen Gravitationsfeld unterschiedliche Phasenverschiebungen. Erstaunlicherweise ist die Krümmung, die sie messen, nicht auf das Feld der Erde zurückzuführen – sie brauchen etwas, das sie bewegen können, damit sie eine Phasenänderung zeigen können, die von ihrer Position abhängt. Also messen sie die Krümmung einer 84 kg schweren Testmasse, die in der Nähe des Interferometers platziert wird. Infolgedessen ist dies ein Maß für die Krümmung im menschlichen Maßstab, sowohl in Bezug auf die Größe als auch in Bezug auf die Menge an Masse, die die Krümmung erzeugt.
Beachten Sie, dass die Autoren zwischen dieser Messung, die äquivalent als Messung der (nicht lokalen) gravitativen Gezeitenkraft angesehen werden kann, und der (lokalen) Messung der Beschleunigung an einem Punkt oder der gravitativen Rotverschiebung unterscheiden. Diese Krümmungsmessung ist im Gegensatz zu diesen beiden Arten von Messungen koordinatenunabhängig und kann insbesondere nicht durch Eintreten in ein beschleunigtes Bezugssystem repliziert werden. Um dies zu tun, beinhaltet ihr Gerät tatsächlich zwei separate Interferometer, deren Ausgänge selbst interferiert werden, um effektiv einen Vergleich zwischen zwei räumlich getrennten Messungen der Gravitationsverschiebung durchzuführen.
Siehe hier für weitere Details auf einer relativ zugänglichen Ebene (Open Access).
Ja, das hat es, am 11. Februar letzten Jahres – es hat viele Mainstream-Nachrichtenberichte gemacht. In einem der größten jemals gebauten „Labore“ ist jeder Arm 2,5 km lang. Ich denke, das passt in gewissen Grenzen zum Kriterium "Menschlicher Maßstab".
http://en.wikipedia.org/wiki/LIGO
Sie können hier auch über verschiedene andere Methoden lesen
Wenn Sie bereit sind, die Gravitationszeitdilatation zählen zu lassen und wenn etwa eine Meile Höhe als menschliches Maß zählt, dann ist dies das coolste meiner Lesezeichen, das ich teilen kann: http://www.leapsecond.com/great2005/
Der Autor ist ein Experte für Atomuhren und er hat ein Experiment aufgebaut, um zu zeigen, dass sie 1340 Meter höher liefen, indem er den Mt. Rainier hinauffuhr, um seine Kinder zu unterrichten. Punktet in der Kategorie "Mein Vater ist ein Geek!" Aber geil.
AccidentalFourierTransform
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