Menininko susukto erdvės-laiko aplink Žemę samprata. Vaizdo kreditas: NASA. Spustelėkite norėdami padidinti
Ar Žemė yra erdvės laiko sūkuryje?
Greitai sužinosime atsakymą: NASA / Stanfordo fizikos eksperimentas, vadinamas gravitacijos zondu B (GP-B), neseniai baigė mokslo duomenų rinkimo Žemės orbitoje metus. Rezultatai, kurių analizė užtruks dar metus, turėtų parodyti erdvės laiko aplink Žemę ir galbūt sūkurį formą.
Laikas ir erdvė, remiantis Einšteino reliatyvumo teorijomis, yra austi kartu, sudarant keturių matmenų audinį, vadinamą „erdvės-laiko“. Didžiulė Žemės masė sumenkina šį audinį, panašiai kaip sunkus žmogus, sėdintis batuto viduryje. Gravitacija, sako Einšteinas, yra tiesiog objektų judesys, einantis po kreivomis bambos linijomis.
Jei Žemė būtų nejudanti, tai būtų istorijos pabaiga. Tačiau Žemė nėra stacionari. Mūsų planeta sukasi, o nugara turėtų šiek tiek pasukti tašką, traukdama jį į 4 matmenų sūkurį. Būtent tai GP-B išėjo į kosmosą patikrinti
Eksperimento idėja yra paprasta:
Įdėkite besisukantį giroskopą į orbitą aplink Žemę, sukimosi ašį nukreipdami į kažkokią tolimą žvaigždę kaip fiksuotą atskaitos tašką. Giroskopo ašis, neturinti išorinių jėgų, turėtų būti nukreipta į žvaigždę amžinai. Bet jei erdvė susisukusi, giroskopo ašies kryptis laikui bėgant turėtų keistis. Pažymėjus šį krypties pokytį žvaigždės atžvilgiu, būtų galima išmatuoti erdvės ir laiko posūkius.
Praktiškai eksperimentas yra nepaprastai sunkus.
Keturi GP-B giroskopai yra tobuliausios sferos, kurias kada nors padarė žmonės. Šie lydyto kvarco ir silicio pingpongo dydžio rutuliai yra 1,5 colio skersmens ir niekada nesiskiria nuo tobulos sferos daugiau kaip 40 atominių sluoksnių. Jei giroskopai nebūtų tokie rutuliški, jų sukimosi ašys banguotų net neturint reliatyvumo.
Remiantis skaičiavimais, susuktas erdvės laikas aplink Žemę turėtų sukelti giroskopų ašių per metus nukrypimą tik 0,041 lanko sekundės. Lanko sekunde yra 1/3600 laipsnio. Norint pagrįstai gerai išmatuoti šį kampą, GP-B reikėjo fantastiško 0,0005 lanko sekundžių tikslumo. Tai panašu į popieriaus lapo storio matavimą 100 mylių atstumu.
GP-B tyrėjai išrado visiškai naujas technologijas, kad tai būtų įmanoma. Jie sukūrė palydovą „be kliūčių“, kuris galėtų prisiliesti prie išorinių Žemės atmosferos sluoksnių netrukdydamas giroskopams. Jie suprato, kaip išlaikyti Žemės skvarbų magnetinį lauką iš kosminio laivo. Jie sukonstravo prietaisą, skirtą išmatuoti giroskopo sukimąsi, neliesdami giroskopo.
Eksperimento nutraukimas buvo išskirtinis iššūkis. Eilėje buvo daug laiko ir pinigų, bet atrodo, kad GP-B mokslininkai tai padarė.
„Nebuvo jokių didelių netikėtumų“, - sako fizikos profesorius Francis Everitt, vyriausiasis GP-B tyrėjas Stanfordo universitete. Dabar, kai duomenų rinkimas baigtas, jis sako, kad GP-B mokslininkų nuotaikos yra „didelis entuziazmas ir supratimas, kad dar laukia daug kruopštaus darbo“.
Atliekama kruopšti, išsami duomenų analizė. Mokslininkai tai padarys trimis etapais, aiškina Everitt. Pirmiausia jie apžvelgs kiekvienos metų metus trukusio eksperimento duomenis, tikrindami, ar nėra pažeidimų. Vėliau jie suskaidys duomenis į maždaug mėnesio dalis ir pagaliau pažiūrės į visus metus. Atlikdami tai tokiu būdu, mokslininkai turėtų rasti problemų, kurių gali prireikti atliekant paprastesnę analizę.
Galiausiai viso pasaulio mokslininkai patikrins duomenis. Everitt sako: „Mes norime, kad patys griežčiausi kritikai būtume mes“.
Statymai yra aukšti. Jei jie aptinka sūkurį tiksliai taip, kaip tikėtasi, tai tiesiog reiškia, kad vėl Einšteinas buvo teisus. O kas, jei jie to nedaro? Einšteino teorijoje gali būti trūkumų, mažas neatitikimas, kuris skelbia apie fizikos revoliuciją.
Vis dėlto pirmiausia reikia išanalizuoti daugybę duomenų. Stebėkite.
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
