Aktualności | 2011-05-10
Amerykański satelita potwierdził efekt geodezyjny i rotacyjny teorii Einsteina

Amerykański satelita potwierdził efekt geodezyjny i rotacyjny teorii Einsteina

Właściwa faza eksperymentu Gravity Probe B rozpoczęła się w 2004 roku, kiedy to NASA wystrzeliła satelity wyposażone w bardzo precyzyjne żyroskopy, aby zmierzyć dwa efekty przewidywane teoretycznie przez ogólną teorię względności: efekt geodezyjny oraz efekt rotacyjny (przeciągania czasoprzestrzeni).

Efekt geodezyjny powinien występować w przypadku ciał oddziałujących grawitacyjnie i polegać na zakrzywianiu przestrzeni i czasu. Z kolei mianem efektu rotacyjnego (ang. frame-dragging) naukowcy nazywają "ciągnięcie" za sobą przestrzeni i czasu przez obracający się dookoła swojej osi obiekt.

Za pomocą Gravity Probe B udało się potwierdzić istnienie obu tych efektów. Eksperyment polegał na obserwowaniu gwiazdy IM Pegasi w czasie gdy satelita poruszał się po orbicie polarnej dookoła Ziemi na wysokości około 640 km. Gdyby nie występowały wspomniane efekty, żyroskopy satelity powinny wskazywać na ten sam punkt przez cały czas. Zanotowano jednak mierzalne odchyłki w kierunku obrotu żyroskopów pod wpływem grawitacji Ziemi. Zmierzone odchyłki wynoszą około 6601,8 milisekund łuku na rok dla efektu geodezyjnego oraz 37,2 milisekundy łuku na rok w przypadku efektu rotacyjnego. Teoretyczne przewidywania na bazie ogólnej teorii względności są bardzo zbliżone: 6606,1 oraz 39,2 milisekundy łuku na rok. "Wyobraźmy sobie, że Ziemia jest zanurzona w miodzie. Gdy planeta obraca się, miód dookoła niej również wiruje. Tak samo jest z czasem i przestrzenią" - wyjaśnia Francis Everitt ze Stanford University, kierownik projektu Gravity Probe B.

Gravity Probe to jeden z najdłuższych w historii projektów prowadzonych przez NASA. Prace nad nim rozpoczęto już w 1963 roku. W 1976 roku wystrzelono pierwszego Gravity Probe A, który sprawdzał jak na orbicie okołoziemskiej pracują zegary. Przełomy technologiczne w kolejnych dziesięcioleciach umożliwiły zbudowanie odpowiednio precyzyjnego instrumentu i w 2004 roku na orbitę okołoziemską wystrzelono satelitę Gravity Probe B, a zbieranie przez niego danych zakończyło się w grudniu 2010 roku.

Innowacje zastosowane w projekcie Gravity Probe zostały wykorzystane w technologii GPS, a także w misji kosmicznej COBE, która badała rozkład promieniowania reliktowego we Wszechświecie. Opracowane koncepcje posłużyły też do kolejnej amerykańskiej misji satelitarnej Gravity Recovery i europejskiej GOCE, które dokonały bardzo precyzyjnych pomiarów kształtu Ziemi.

Jedna ze studentek, która brała udział w projekcie Gravity Probe B, została pierwszą Amerykanką w kosmosie (Sally Ride w 1983 roku), a inny student, Eric Cornell został laureatem Nagrody Nobla z Fizyki w 2001 roku.

Źródło:
http://www.naukawpolsce.pap.pl/palio/html.run?_Instance=cms_naukapl.pap.pl&_PageID=1&s=szablon.depesza&dep=381817