Mednarodna skupina Nasine in univerzitetnih raziskovalcev je našla prve neposredne dokaze, da Zemlja vleče prostor in čas okrog sebe.
Raziskovalci verjamejo, da so izmerili učinek, ki so ga prvič napovedali leta 1918 z uporabo Einsteinove teorije splošne relativnosti in natančno opazovali premike v orbitah dveh satelitov z laserskim razsežjem v orbiti. Raziskovalci so opazovali orbite satelita I za lasersko geodinamiko (LAGEOS I), vesoljskega plovila NASA in LAGEOS II, skupnega vesoljskega plovila NASA / Italijanske vesoljske agencije (ASI).
Raziskava, o kateri so poročali v reviji Nature, je prva natančna meritev bizarnega učinka, ki napoveduje, da bo vrteča se masa vlekla prostor okoli nje. Učinek napenjanja leče je znan tudi kot vlečenje okvirja.
Skupino sta vodila dr. Ignazio Ciufolini z univerze v Lecceu v Italiji in dr. Erricos C. Pavlis iz Skupnega centra za sistem zemeljske tehnologije, raziskovalno sodelovanje med Nasinim vesoljskim letalskim centrom Goddard, Greenbelt, Md., In Univerza v okrožju Maryland Baltimore.
"Splošna relativnost napoveduje, da bi morali ogromni vrteči se predmeti vleči prostor in čas okoli sebe, ko se vrtijo," je dejal Pavlis. "Vlečenje okvirja je tako, kot se zgodi, če se žoga za balinanje vrti v gosto tekočino, kot je melasa. Ko se žoga vrti, vleče melaso okoli sebe. Vse, kar je obtičalo v melasi, se bo tudi gibalo okoli žoge. Podobno, ko se Zemlja vrti, v svoji bližini okoli sebe vleče prostor-čas. To bo premaknilo orbite satelitov v bližini Zemlje. " Študija je nadaljevanje prejšnjega dela leta 1998, kjer je avtorjeva ekipa poročala o prvem neposrednem odkrivanju učinka.
Prejšnja meritev je bila zaradi nenatančnosti v gravitacijskem modelu, ki je bil takrat na voljo, precej manj natančna kot trenutno delo. Podatki iz Nasine misije GRACE so omogočili veliko izboljšanje natančnosti novih modelov, kar je omogočilo nov rezultat.
"Ugotovili smo, da sta letali orbitov LAGEOS I in II pomaknjeni približno šest metrov na leto v smeri vrtenja Zemlje," je dejal Pavlis. "Naša meritev se ujema 99 odstotkov s tistim, kar napoveduje splošna relativnost, kar je znotraj naše meje napake plus ali minus pet odstotkov. Tudi če se napake gravitacijskega modela odpravijo za dva ali trikratno uradno navedene vrednosti, je naša meritev še vedno natančna do 10 odstotkov ali več. " Prihodnje meritve Gravity Probe B, Nasinega vesoljskega plovila, ki so bile izstreljene leta 2004, bi morale to mejo napak zmanjšati na manj kot en odstotek. To obeta raziskovalcem veliko več o vpleteni fiziki.
Ciufolinijeva ekipa je s sateliti LAGEOS že prej opazovala učinek Lense-Thirring. Nedavno so ga opazili okoli oddaljenih nebesnih predmetov z intenzivnimi gravitacijskimi polji, kot so črne luknje in nevtronske zvezde. Nove raziskave okoli Zemlje so prvo neposredno, natančno merjenje tega pojava na ravni od pet do 10 odstotkov. Skupina je analizirala 11-letno obdobje laserskih meritev podatkov s satelitov LAGEOS od leta 1993 do 2003 z uporabo metode, ki jo je Ciufolini oblikoval pred desetletjem.
Za meritve je bila potrebna uporaba izredno natančnega modela zemeljskega gravitacijskega polja, imenovanega EIGEN-GRACE02S, ki je na voljo šele pred kratkim na podlagi analize podatkov GRACE. Model je v GeoForschungs Zentrum Potsdam v Nemčiji razvila skupina, ki je glavni raziskovalci misije GRACE, skupaj s Centrom za vesoljske raziskave Univerze v Teksasu v Austinu.
LAGEOS II, lansiran leta 1992, njegov predhodnik, LAGEOS I, predstavljen leta 1976, pa so pasivni sateliti, namenjeni izključno laserskemu dosegu. Ta postopek vključuje pošiljanje laserskih impulzov do satelita z radijskih postaj na Zemlji in nato beleženje časa potovanja v krogu. Glede na znano vrednost hitrosti svetlobe, ta meritev omogoča znanstvenikom, da natančno določijo razdalje med lasersko usmerjenimi postajami na Zemlji in satelitom.
Nasa in univerza Stanford v Palo Altu v Kaliforniji sta razvili Gravity Probe B. Natančno bo preveril drobne spremembe smeri vrtenja štirih žiroskopov, ki jih vsebuje zemeljski satelit, ki kroži 400 milj neposredno nad polovami. V eksperimentu bosta preizkusili dve teoriji, ki se nanašata na Einsteinovo teorijo splošne relativnosti, vključno z učinkom razburjenja občutka. Ti učinki, čeprav so majhni za Zemljo, imajo daljnosežne posledice za naravo materije in zgradbo vesolja.
Izvirni vir: NASA News Release
