Tarptautinė NASA ir universiteto tyrėjų komanda rado pirmuosius tiesioginius įrodymus, kad Žemė suka erdvę ir laiką aplink save.
Mokslininkai mano, kad jie išmatuojo poveikį, pirmą kartą numatytą 1918 m., Naudodamiesi Einšteino bendrosios reliatyvumo teorija, tiksliai stebėdami dviejų Žemės orbitoje besisukančių lazerio spinduliuotės orbitų poslinkius. Tyrėjai stebėjo NASA erdvėlaivio „Lazerio geodinamikos palydovas I“ (LAGEOS I) ir bendro NASA ir Italijos kosmoso agentūros (ASI) erdvėlaivio LAGEOS II orbitas.
Tyrimas, apie kurį pranešta žurnale „Nature“, yra pirmasis tikslus keisto efekto, numatančio, kad besisukanti masė temps aplink ją erdvę, matavimas. „Lense-Thirring“ efektas taip pat žinomas kaip kadro vilkimas.
Komandai vadovavo dr. Ignazio Ciufolini iš Lečės universiteto, Italijos, ir dr. Erricos C. Pavlis iš Jungtinio žemės sistemos technologijos centro, NASA Goddardo kosminių skrydžių centro, bendradarbiaujantio su NAD Godbardo kosminių tyrimų centru, mokslinio bendradarbiavimo ir JAV Merilando universitetas, Baltimorės apskritis.
„Bendrasis reliatyvumas numato, kad masyviai besisukantys objektai turėtų suktis erdvės metu aplink save“, - teigė Pavlis. „Rėmo tempimas yra panašus į tai, kas nutinka, jei boulingo kamuolys rutuliojasi storu skysčiu, pavyzdžiui, melasa. Kai rutulys sukasi, jis patraukia melasą aplink save. Viskas, kas įstrigo melasoje, taip pat judės rutuliu. Panašiai, kaip Žemė sukasi, ji traukia erdvės laiką arti savęs. Tai pakeis palydovų orbitas šalia Žemės. “ Tyrimas yra ankstesnio 1998 m. Darbo tęsinys, kurio metu autorių komanda pranešė apie pirmą tiesioginį poveikio aptikimą.
Ankstesnis matavimas buvo daug mažiau tikslus nei dabartinis darbas dėl tuo metu turimo gravitacinio modelio netikslumų. NASA GRACE misijos duomenys leido smarkiai pagerinti naujų modelių tikslumą, o tai leido pasiekti šį naują rezultatą.
„Mes nustatėme, kad LAGEOS I ir II orbitų plokštumos Žemės sukimosi kryptimi pasislenka maždaug po šešis pėdas (du metrus) per metus“, - teigė Pavlis. „Mūsų matavimas atitinka 99 procentus to, ką prognozuoja bendrasis reliatyvumas, kuris neviršija mūsų pliuso ar minuso penkių procentų paklaidos ribos. Net jei gravitacinio modelio paklaidos yra dvigubai ar tris kartus didesnės už oficialiai nurodytas vertes, mūsų matavimai vis tiek yra tikslūs iki 10 procentų ar geresni. “ Būsimi NASA erdvėlaivio „Gravity Probe B“, išleisto 2004 m., Matavimai turėtų sumažinti šią paklaidos ribą iki mažiau nei vieno procento. Tai žada daug daugiau papasakoti tyrėjams apie dalyvaujančią fiziką.
„Ciufolini“ komanda, naudodama LAGEOS palydovus, anksčiau stebėjo „Lense-Thirring“ efektą. Neseniai jis buvo pastebėtas aplink tolimus dangaus objektus, kuriuose yra intensyvūs gravitaciniai laukai, tokius kaip juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės. Nauji tyrimai aplink Žemę yra pirmasis tiesioginis, tikslus šio reiškinio matavimas nuo 5 iki 10 procentų. Komanda išanalizavo 11 metų lazerio duomenų, gautų iš LAGEOS palydovų, laikotarpį nuo 1993 iki 2003 m., Naudodama metodą, kurį prieš dešimtmetį sukūrė Ciufolini.
Atliekant matavimus reikėjo naudoti ypač tikslų Žemės gravitacinio lauko modelį, pavadintą EIGEN-GRACE02S, kuris tapo prieinamas tik neseniai, remiantis GRACE duomenų analize. Modelis buvo sukurtas „GeoForschungs Zentrum Potsdam“, Vokietijoje, grupės, kuri yra pagrindiniai GRACE misijos tyrėjai kartu su Teksaso universiteto Kosmoso tyrimų centru Austine.
LAGEOS II, paleistas 1992 m., Ir jo pirmtakas LAGEOS I, paleistas 1976 m., Yra pasyvūs palydovai, skirti tik lazerio nuotoliui. Procesas apima lazerio impulsų siuntimą į palydovą iš įvairių Žemės stotelių ir tada užfiksuojamas kelionės į abi puses laikas. Atsižvelgiant į žinomą šviesos greičio vertę, šis matavimas leidžia mokslininkams tiksliai nustatyti atstumus tarp lazerio spinduliuotės stočių Žemėje ir palydovo.
NASA ir Stanfordo universitetas, Palo Alto, Kalifornija sukūrė gravitacijos zondą B. Tai tiksliai patikrins mažus keturių giroskopų, esančių Žemės palydove, skriejančio 400 mylių tiesiai virš polių, sukimosi kryptį. Eksperimentu bus išbandytos dvi teorijos, susijusios su Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija, įskaitant „Lense-Thirring“ efektą. Šie padariniai, nors ir nedideli Žemei, turi didelę reikšmę materijos prigimčiai ir Visatos struktūrai.
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
