चीन के तियांगोंग स्टेशन में गिरते परमाणुओं ने आइंस्टीन के गुरुत्व सिद्धांत की पुष्टि की

गैलिलियो के कारण मशहूर हुए एक प्रयोग को अब परमाणु स्तर पर सिकोड़कर अंतरिक्ष में अंजाम दिया गया है। कहा जाता है, हालांकि इसकी ऐतिहासिक पुष्टि नहीं है, कि 17वीं सदी के इतालवी वैज्ञानिक गैलिलियो ने यह दिखाने के लिए कि अलग-अलग द्रव्यमान वाली वस्तुएं एक ही गति से गिरती हैं, पीसा की झुकी मीनार से वज़न गिराए थे। अब वैज्ञानिकों ने चीन के तियांगोंग अंतरिक्ष स्टेशन पर परमाणुओं के साथ यही परीक्षण दोहराया है। शोधकर्ताओं ने 28 अगस्त को साइंस एडवांसेज पत्रिका में बताया कि परमाणुओं के दो बादल लगभग समान त्वरण से गिरे।

टीम ने ठंडे किए गए रूबिडियम परमाणुओं के दो बादलों के सापेक्ष त्वरण को मापा। प्रत्येक बादल के परमाणुओं के नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या अलग होने के कारण उनका द्रव्यमान भिन्न था। फिर भी, दोनों बादलों का त्वरण 0.05 हज़ारवें प्रतिशत की सटीकता तक एक जैसा रहा।

यह मिलता-जुलता त्वरण साबित करता है कि द्रव्यमान को परिभाषित करने के दो अलग तरीके एक-दूसरे के बराबर हैं। गुरुत्वीय द्रव्यमान यह तय करता है कि कोई वस्तु गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव पर कैसे प्रतिक्रिया करती है। वहीं, जड़त्वीय द्रव्यमान यह तय करता है कि किसी निश्चित बल से धकेले जाने पर वस्तु कितना त्वरण पाती है। यदि दोनों बराबर हों, तो समीकरणों में द्रव्यमान का प्रभाव समाप्त हो जाता है और अलग-अलग द्रव्यमान की वस्तुएं निर्वात में एक ही गति से गिरती हैं। इस विचार को 'दुर्बल तुल्यता सिद्धांत' कहा जाता है, जो अल्बर्ट आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता सिद्धांत की नींव है। यह सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण को स्पेसटाइम (space-time) के मुड़ने के रूप में बताता है।

इससे पहले भी वैज्ञानिकों ने परमाणुओं समेत कई वस्तुओं को पृथ्वी पर गिराकर दुर्बल तुल्यता सिद्धांत का परीक्षण किया है, लेकिन पृथ्वी पर वस्तुएं सीमित दूरी तक ही गिर सकती हैं, जिससे परीक्षण की सटीकता सीमित रहती है। कक्षा में मुक्त पतन अनिश्चित काल तक जारी रह सकता है। किसी उपग्रह पर धातु के सिलेंडर गिराकर की गई पहले की अंतरिक्ष-आधारित परीक्षाओं ने भी इस सिद्धांत की पुष्टि की है।

बड़ी वस्तुओं के विपरीत, परमाणु क्वांटम भौतिकी के नियमों का पालन करते हैं, इसलिए यह जांचना ज़रूरी है कि क्या वे दुर्बल तुल्यता सिद्धांत के तहत अलग तरह से व्यवहार करते हैं।