扩展的太阳系对等效原理破坏的限制

大多数试图统一广义相对论与粒子物理标准模型的理论都预言了与测试质量成分以某种方式相关的等效原理破坏。我们利用太阳系天体位置和运动观测中的不确定性来设定每个天体引力质量与惯性质量之间可能差异 $\Delta$ 的上限，以此检验这一观点。对于合适的天体对，可以利用开普勒第三定律、稳定拉格朗日点的迁移以及轨道极化（Nordtvedt 效应）来约束 $\Delta$ 的三种不同线性组合。随后，结合行星和月球星历、卡西尼号对土星系统的观测、对木星特洛伊小行星的观测，以及最近发现的地球、火星、海王星和土星卫星周围的特洛伊伴星，可以推导出单个天体 $\Delta$ 量级为 $10^{-10}-10^{-6}$ 的限制。这些结果可以与各天体的元素丰度模型相结合，以检验太阳系中自由落体普适性的成分依赖性破坏。由此得到的限制虽弱于实验室实验的结果，但在成分空间中覆盖了更大的体积。