เมื่อราวสี่ร้อยปีก่อน กาลิเลโอ กาลิเลอี เกิดความสงสัยในความเชื่อบางอย่างของคนในยุคนั้น จึงได้ทำการทดลองอันลือลั่นด้วยการหย่อนสิ่งของหลายชิ้นลงมาจากหอเอนแห่งเมืองปีซา ผลคือ ของทุกชิ้นไม่ว่าจะหนักหรือเบาตกลงด้วยความเร็วเท่ากัน การค้นพบนี้ขัดแย้งกับความเชื่อในยุคนั้น และเป็นที่มาของหลักสมมูล (Equivalence Principle) อันเป็นการเปิดประตูสู่ยุคใหม่ของวิทยาศาสตร์ และเป็นรากฐานของทฤษฎีต่าง ๆ ในปัจจุบัน แม้แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของแอลเบิร์ต ไอนส์ไตน์ ก็ตั้งอยู่บนสมมุติฐานว่าหลักสมมูลเป็นความจริง
แต่แนวคิดนี้กำลังถูกท้าทาย
จิมวิลเลียมส์ นักฟิสิกส์จากห้องปฏิบัติการเจพีแอลของนาซา กล่าวว่า ทฤษฎีใหม่ ๆ หลายทฤษฎีสนับสนุนว่าความเร่งเนื่องจากความโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุด้วย หากแนวคิดนี้เป็นจริง ย่อมหมายถึงการปฏิวัติทางฟิสิกส์ครั้งใหญ่เลยทีเดียว
นักวิทยาศาสตร์กำลังจะพิสูจน์ทฤษฎีนี้แต่ความคลาดเคลื่อนของหลักสมมูลเพียงน้อยนิดไม่อาจวัดได้จากการทดลองทิ้งก้อนหินจากหอเอนหรือจากการทดลองอย่างอื่นบนโลก แต่จำเป็นต้องสร้างห้องทดลองและหา "ก้อนหิน" ที่ใหญ่กว่าเดิม และขณะนี้ก็พบก้อนหินสองก้อนที่จะใช้ทดสอบแล้ว นั่นคือโลกและดวงจันทร์
เมื่อกว่า30 ปีที่แล้ว นักบินอวกาศจากโครงการอะพอลโลที่ไปเหยียบดวงจันทร์ ได้นำแผงสะท้อนแสงไปวางไว้บนดวงจันทร์ อุปกรณ์นี้มีประโยชน์อย่างมากในการวัดระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ได้อย่างแม่นยำ การวัดกระทำโดยการยิงแสงเลเซอร์จากโลกไปที่แผงสะท้อนแสงนี้แล้ววัดระยะเวลาในการสะท้อนกลับมายังโลก เมื่อได้ระยะเวลาก็ทราบระยะทางได้เนื่องจากทราบอัตราเร็วของแสงอยู่แล้ว
การทดสอบที่นักดาราศาสตร์กำลังจะทดสอบหลักสมมูลจะใช้ประโยชน์จากแผงสะท้อนแสงนี้อีกครั้งแต่แทนที่จะวัดการตกของลูกบอลจากหอเอนเมืองปีซา กลับวัดการอัตราเร่งของโลกและดวงจันทร์สู่ดวงอาทิตย์ โดยจะสังเกตการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของวงโคจรดวงจันทร์ โลกและดวงจันทร์มีองค์ประกอบต่างกัน มวลต่างกัน หากวัตถุทั้งสองมีอัตราเร่งสู่ดวงอาทิตย์เท่ากัน ก็จะเป็นการยืนยันความถูกต้องของหลักสมมูล แต่ถ้าไม่เท่ากัน ก็ถึงเวลาต้องชำระวิชาฟิสิกส์ขนานใหญ่
นักวิทยาศาสตร์ได้วัดระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์มาตั้งแต่ยุคอะพอลโลแล้วตัวเลขที่แม่นยำที่สุดในปัจจุบันคือ 385,000 กิโลเมตร ความคลาดเคลื่อนประมาณ 1.7 เซนติเมตร แต่การวัดใหม่นี้ นาซาและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกาจะเริ่มปฏิบัติการใหม่ เรียกว่า ปฏิบัติการวัดระยะทางของดวงจันทร์ด้วยเลเซอร์หอดูดาวอาปาเชพอยต์ หรือปฏิบัติการอะพอลโล (APOLLO--Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operation) ปฏิบัติการนี้จะวัดระยะทางใช้วิธีการยิงเลเซอร์ไปยังดวงจันทร์เพียงช่วงสั้น ๆ เพียงหนึ่งในล้านล้านวินาทีแล้ววัดระยะเวลาในการสะท้อนกลับ และกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ในการวัดแสงสะท้อนกลับก็ใช้กล้องขนาดใหญ่ถึง 3.5 เมตรจากเดิมที่ใช้กล้องขนาด 0.72 เมตร ปฏิบัติการนี้จะมีความแม่นยำกว่าวิธีที่ใช้เดิม ๆ ถึง 10 เท่า ให้ความความเคลื่อนเพียง 1-2 มิลลิเมตรเท่านั้น ความแม่นยำระดับนี้จึงน่าจะเพียงพอที่จะพิสูจน์หลักสมมูลได้
คาดว่าปฏิบัติการนี้จะเริ่มต้นรายปลายปีนี้เรื่องนี้ย่อมเป็นที่น่ายินดีสำหรับนักฟิสิกส์ เพราะเป็นเวลานับสิบปีมาแล้วที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกับกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายพฤติกรรมของธรรมชาติที่สำคัญไม่สอดคล้องกัน จึงมีแนวคิดของการหาทฤษฎีใหม่ที่รวมทฤษฎีทั้งหมดเข้าด้วยกันซึ่งจะอธิบายธรรมชาติได้ทุกอย่าง เป็นที่รู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีสรรพสิ่ง (Theory of Everything) หากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ในครั้งนี้สามารถพบจุดบกพร่องในหลักสมมูลจริง อาจก่อให้เกิดการปฏิวัติทางฟิสิกส์ อันเป็นการนำเราเข้าใกล้ทฤษฎีในฝันยิ่งขึ้นก็เป็นได้
แต่แนวคิดนี้กำลังถูกท้าทาย
จิม
นักวิทยาศาสตร์กำลังจะพิสูจน์ทฤษฎีนี้
เมื่อกว่า
การทดสอบที่นักดาราศาสตร์กำลังจะทดสอบหลักสมมูลจะใช้ประโยชน์จากแผงสะท้อนแสงนี้อีกครั้ง
นักวิทยาศาสตร์ได้วัดระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์มาตั้งแต่ยุคอะพอลโลแล้ว
คาดว่าปฏิบัติการนี้จะเริ่มต้นรายปลายปีนี้