В свое время, в рамках Общей теории относительности, Альберт Эйнштейн продемонстрировал, что Ньютоновские законы движения не соблюдаются в отношении объектов, обладающих огромной массой, что является следствием деформации пространственно-временного континуума под влиянием мощных гравитационных сил. Ярким примером таких деформаций и несоблюдения законов движения является орбита Меркурия, самой близкой к Солнцу планеты нашей системы. До момента появления теории Эйнштейна ученые пытались объяснить деформацию орбиты Меркурия различными путями, вплоть до гравитационного влияния гипотетической планеты под названием Вулкан. А сейчас ученые используют высокоточные измерения орбиты Меркурия для поисков подтверждения теории Эйнштейна и для изучения нашего Солнца.

Исследователи из Массачусетского технологического института выполнили масштабные исследования, которые должны подтвердить так называемый принцип эквивалентности Эйнштейна. Проверка этого принципа требует сравнения результатов двух способов вычисления массы объекта, один метод основан на поведении этого объекта в однородном гравитационном поле, а второй — на количестве силы, которую надо приложить к объекту для того, чтобы сдвинуть его с места. В качестве примера можно сказать, что проверить принцип эквивалентности можно сравнив измерения веса человека на Земле и вес того же человека в ракете, движущейся с ускорением, равным ускорению свободного падения на Земле, 9.8 метра на секунду в квадрате. И если измерения массы совпадут в точности, это укажет на верность принципа эквивалентности Эйнштейна.

В случае Солнца и Меркурия ученые интересовались центром массы Солнечной системы, который теоретически должен совпадать с центром Солнца. В случае совпадения центра масс с центром Солнца, принцип эквивалентности соблюдается, в обратном же случае — нет. Меркурий, как планета, находящаяся под сильным влиянием гравитации Солнца, дает ученым в руки хороший способ определения положения центра массы и выявления даже небольших отклонений реального положения от положения, полученного путем теоретических расчетов.

Данные о точной орбите Меркурия были получены при помощи космического аппарата MESSENGER, который в 2015 году завершил свою миссию крушением на поверхности этой планеты. Пока все имеющиеся данные указывают на верность теории Эйнштейна, но в этих данных ученые заметили весьма странную аномалию. Оказывается, что гравитационные силы Солнца постоянно изменяются с течением времени, что указывает на потерю Солнцем своей массы. И эти медленные изменения обуславливают такое же медленное расширение орбит планет нашей системы.

Эффект потери массы Солнца имеет очень малую величину и вызывает расширение орбиты Земли на пару сантиметров в год. Такое расширение не может оказать существенного влияния на нашу жизнь, так что людям не стоит проявлять беспокойства по этому поводу.

В будущем ученые планирую провести более точные измерения орбиты Меркурия в большем объеме. И при помощи полученных данных может быть выполнена проверка большинства теорий, имеющих отношение и описывающих гравитационные силы и гравитационные взаимодействия.