Несмотря на то, что результаты нового эксперимента подтвердили общие прогнозы теории Эйнштейна, вывод не был предсказуем изначально по ряду причин. Данные эксперимента предоставили возможность окончательно разрешить этот важный вопрос.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, каждый объект, независимо от массы или состава, должен падать в гравитационном поле одним и тем же образом.
В течение многих десятилетий некоторые физики выдвигали альтернативные теории, полагая, что ОТО имеет недостатки. Первым было предсказание сингулярности (состояния, в котором действуют другие законы и время не течет) в момент Большого взрыва. Вторым аргументом стало отсутствие квантовой теории гравитации. Многие ученые считали, что гравитация должна быть описана с помощью квантового подхода, хотя сам Эйнштейн такого мнения не разделял.
Важно проверить, ведет ли себя антиматерия согласно теории или предположениям сторонников квантовой теории гравитации. Если антивещество движется вверх, основные принципы ОТО требуют пересмотра, либо открывается путь к Новой физике.
Было и множество гипотезС практической направленностью — о том, что антивещество будет отталкиваться обычной гравитацией, на базе чего можно будет построить «антигравитационные машины».
На практике выяснить это затруднительно: антиматерии создание и выделение от нормальной материи сложное дело. Магнитные поля, необходимые для удержания антиматерии, могут исказить воздействие гравитации на её составляющие.
В 2018 году специальная группа при ЦЕРН запустила ALPHA-g — специализированную магнитную ловушку для атомов антиводорода, созданную именно для проверки возможности наблюдения за падением антивещества. Атомы антивещества вначале «подвешивали» в вакуумной камере, а затем отключали действующие на них магнитные силы, чтобы непосредственно увидеть, куда падает антивещество.
Для этого установки потребовался сильный источник античастиц.
Согласно расчётам, при верности принципу слабой эквивалентности ОТО 20 процентов всех пойманных в ловушку атомов антиводорода должны были покидать её сверху, а 80 процентов — снизу. Именно так и происходило в неоднократно повторяемых экспериментах.
Международная группа учёных подтвердила, что движение антивещества в цилиндре аналогично движению обычных атомов – вниз, а не вверх.
В то же время, отметили авторы новой работы в журнале NatureНеясно, насколько антивещество притягивается гравитацией Земли. Согласно ОТО это должно происходить так же, как и для обычного вещества. Но точность наблюдений ALPHA-g пока недостаточна, чтобы подтвердить это экспериментально. Ученые рассчитывают в будущем достичь такого результата.
Точность ОТО определяет наше восприятие поведения антивещества и всей вселенной. Уже очевидно, что концепция сингулярности в момент Большого взрыва недействительна. Несмотря на это, способы разрешения этой проблемы сильно разнятся, как неоднократно отмечал Naked Science. Некоторые физики обращаются к квантовой механике, другие — напротив, с позиций теории относительности Эйнштейна.