Ερευνητές ελέγχουν το υπόβαθρο της Σχετικότητας με την κίνηση των πλανητών

Παρατηρήσεις της τροχιακής κίνησης των πλανητών γύρω από τον Ήλιο επιτρέπουν στους ερευνητές να θέσουν αυστηρότερα όρια για τις παραβιάσεις της συμμετρίας Lorentz. Το αναλλοίωτο Lorentz αποτελεί κεντρικό αξίωμα για τη Γενική Σχετικότητα και το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) της σωματιδιακής φυσικής. Δηλώνει ότι δύο οποιοιδήποτε παρατηρητές κινούμενοι στο χώρο με σταθερή ταχύτητα μοιράζονται τους ίδιους νόμους της φυσικής, χωρίς να έχει σημασία ο προσανατολισμός και η ταχύτητά τους.

Οποιαδήποτε υπόνοια κατάρρευσης (σπασίματος) της συμμετρίας αυτής του χωροχρόνου, θα μπορούσε να οδηγήσει τους ερευνητές στην αναζήτηση μιας θεωρίας που να ενοποιεί τη Σχετικότητα και το Καθιερωμένο Πρότυπο. Έτσι ο έλεγχος της υπόστασης της συμμετρίας Lorentz είναι διαρκής και με όλο και μεγαλύτερη αυστηρότητα (βλέπε: egno.gr). O Aurelien Hees, από το Πανεπιστήμιο Rhodes στη Νότια Αφρική και οι συνεργάτες του περιγράφουν έναν έλεγχο για τη συμμετρία Lorentz που βασίζεται στις υπάρχουσες παρατηρήσεις των τροχιών των πλανητών γύρω από τον Ήλιο. Η μελέτη τους δείχνει ότι δεν υπάρχει παραβίαση του αναλλοίωτου Lorentz, όμως θέτει αυστηρούς περιορισμούς για αυτό.

Η συμμετρία Lorentz μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας τη λεγόμενη Επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου (SME). Το πλαίσιο αυτό περιγράφει τη συμμετρία Lorentz για όλα τα γνωστά σωματίδια και τις δυνάμεις, της βαρύτητας συμπεριλαμβανομένης, με όρους συντελεστών που μηδενίζονται όταν η συμμετρία ισχύει ακριβώς.

Ο Hees και οι συνεργάτες του καθόρισαν τους συντελεστές της SME, χρησιμοποιώντας τις παρατηρηθείσες αλλαγές δύο πλανητικών τροχιακών στοιχείων: του μήκους του ανερχόμενου συνδέσμου (του σημείου όπου ένας πλανήτης διασχίζει το επίπεδο της τροχιάς της Γης από το νότο προς τον βορρά) και του ορίσματος του περιηλίου (της γωνίας μεταξύ του ανερχόμενου συνδέσμου και του σημείου της πλησιέστερης προσέγγισης στον Ήλιο).

Τροχιακά Στοιχεία (Από el.wikipedia.org)

Οι αλλαγές αυτές βασίζονται σε άλλες παρατηρήσιμες-όπως η μέση κίνηση ενός πλανήτη, η τροχιακή εκκεντρότητα και η κλίση-καθώς και σε ορισμένους συντελεστές της SME. Έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προκύψουν οι τιμές των τελευταίων. Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτοί οι συντελεστές της SME είναι μηδέν με ακρίβεια της τάξης των μερών ανά δισεκατομμύριο ή λιγότερο, βελτιώνοντας τα σημερινά όρια που τίθενται από ελέγχους του Ηλιακού Συστήματος από δέκα σε χίλιες φορές.

Πηγή: APS

Περισσότερα στην εργασία: Testing Lorentz symmetry with planetary orbital dynamics, Phys. Rev. D 92, 064049