Принципът на слабата еквивалентност между силите на гравитацията и инерцията на Общата теория на относителността (ОТО) на Айнщайн гласи, че всички обекти, независимо от тяхната маса или състав, трябва да падат в гравитационното поле в една посока. Друг извод е просто несъвместим с виждането за гравитацията в ОТО.
Но в продължение на десетилетия редица физици се опитват да изложат други предположения – основавайки опитите си на това, че ОТО според тях има някои слабости. Първо беше предсказанието за състояние на сингулярност (при което физическите закони не работят и времето не тече) в момента на началото на Големия взрив. За второ мнозина считат липсата на квантова теория за гравитацията – заради модата на квантовия подход тези учени смятат, че гравитацията трябва да се описва от такава позиция, въпреки че самият Айнщайн не споделя това мнение.
Нови експерименти потвърждават, че електроните са абсолютно "кръгли"
В този смисъл възможността да се установи дали антиматерията се държи според прогнозите на неговата теория, или както предполагат много привърженици на създаването на квантова теория за гравитацията, има много голямо значение. Ако антиматерията „пада“ нагоре, тогава основните постулати на ОТО се нуждаят от коригирани или, както го формулират други изследователи, „пред нас се отваря пътят за Новата физика“.
Има и много хипотези „с практически пристрастия“ – че антиматерията ще бъде отблъсната от обикновената гравитация, въз основа на която би било възможно да се създадат „антигравитационни машини“. През ХХ век в Съединените щати дори имаше правителствена програма, която проучваше тази възможност.
На практика се оказва изключително сложно да се изясни въпросът: антиматерията трудно се създава и изолира от обикновената материя, така, че магнитните полета, които я задържат, да не „заглушаават“ въздействието на гравитацията върху античастицата.
През 2018 г. специален екип в ЦЕРН стартира ALPHAg – специализиран магнитен капан за антиводородни атоми, предназначен специално да тества такава възможност. Атомите на антивеществото – антиатомите – първо били поставени във вакуумна камера и след това магнитните сили, действащи върху тях, били изключени (те също са силите, които държат атома в празнотата), така че да може непосредствено да се види къде пада антиматерията.
За тази цел инсталацията използвала мощен източник на античастици:
Според изчисленията, ако принципът на слабата еквивалентност на ОТО е правилен, 20 процента от всички уловени в капана антиводородни атоми, трябва да го напуснат през горната част и 80 процента - отдолу. Точно това се случило в многократните експерименти.
По такъв начин международна група изследователи успели да фиксират, че движението на антиматерията в цилиндър се случва точно като това на обикновените атоми – надолу, а не нагоре. Това веднага затваря хипотезата за „антигравитацията“.
Физици откриха, че антиматерията наистина "пада надолу"
В същото време, отбелязват авторите на новата работа в списание Nature, остава неясно колко силно антиматерията се привлича от гравитацията на Земята. От гледна точка на ОТО това трябва да се случва по абсолютно същия начин, както за обикновената материя. Но засега точността на наблюденията на ALPHAg не е достатъчна, за да потвърди това експериментално. Учените се надяват да постигнат такъв резултат в бъдеще.
Не само нашето разбиране за поведението на антиматерията, но и цялата картина на Вселената всъщност зависи от това колко вярна е ОТО. Сега вече е ясно, че предишната идея за сингулярност в момента на Големия взрив не работи.
