A kutatók megerősítették Albert Einstein általános relativitáselméletének két előrejelzését, befejezve a NASA egyik leghosszabb ideje működő projektjét. Az első a geodéziai hatás, vagy a tér és az idő hulláma egy gravitációs test körül. A második a keret húzása, azaz az összeg, amelyet a forgó objektum elmozdít a térben és az időben, miközben forog.
A Gravity Probe-B példátlan pontossággal határozta meg mindkét hatást azáltal, hogy egyetlen csillagra, az IM Pegasi-ra mutatott, miközben a Föld körül egy sarki pályán állt. Ha a gravitáció nem befolyásolja a helyet és az időt, a GP-B giroszkópjai körüli irányban örökké ugyanabba az irányba mutatnának. De megerősítve Einstein elméleteit, a giroszkópok mérhető, percnyi változást tapasztaltak meg forgásuk irányában, miközben a Föld gravitációja rájuk húzott.
A projekt 52 éve működik.
A megállapítások online elérhetők a Physical Review Letters folyóiratban.
„Képzelje el a Földet, mintha mézbe merülne.” - mondta Francis Everitt, a Gravity Probe-B fő kutatója a Stanfordi Egyetemen. „Ahogy a bolygó forog, a körülötte lévő méz örvényelni fog, és ugyanaz a helyzet térben és időben.” „A GP-B megerősítette Einstein univerzumának két legmélyebb előrejelzését, amelynek messzemenő következményei vannak az asztrofizikai kutatások során. Hasonlóképpen, a misszió mögött álló évtizedes technológiai innováció tartós örökséget fog élni a Földön és az űrben. ”
A NASA 1963 őszén kezdte meg ennek a projektnek a kidolgozását, a kezdeti támogatással a relativitásellenőrzésű giroszkópos kísérlet fejlesztésére. A későbbi fejlesztések évtizedekben úttörő technológiákhoz vezettek, mint például az aerodinamikai húzás, a mágneses mezők és a hőváltozások az űrhajók környezeti zavarainak kezelésére. A misszió csillagkövetője és giroszkópjai voltak a legpontosabbak, amelyeket valaha terveztek és gyártottak.
A GP-B befejezte adatgyűjtési műveleteit, és 2010. decemberében megszűnt.
„A misszió eredményei hosszú távon hatással lesznek az elméleti fizikusok munkájára” - mondta Bill Danchi, a NASA washingtoni székhelyének vezető asztrofizikus és programtudós. "Az Einstein általános relativitáselméletének minden jövőbeli kihívása pontosabb méréseket kell keresnie, mint a GP-B figyelemre méltó munkája."
A GP-B által lehetővé tett innovációkat alkalmazták a GPS technológiákban, amelyek lehetővé teszik a repülőgépeknek, hogy feladás nélkül tudják leszállni. Kiegészítő GP-B technológiákat alkalmaztak a NASA Kozmikus Háttérfelderítő missziójára, amely pontosan meghatározta az univerzum háttér sugárzását. Ez a mérés a nagyrobbanás elméletének alapját képezi, és a NASA John Mather fizikusának a Nobel-díjhoz vezetett.
A GP-B úttörője, a drag-free műholdas koncepció számos Föld-megfigyelő műholdat tett lehetővé, ideértve a NASA Gravitációs helyreállítási és Klímakísérletét, valamint az Európai Űrügynökség Gravitációs mezőjét és egyensúlyi állapotú óceánkeringtetést. Ezek a műholdak biztosítják a Föld alakjának legpontosabb méréseit, amelyek kritikusak a szárazföldi és tengeri pontos navigációhoz, és megértik az óceán körüli áramlás és az éghajlati minták kapcsolatát.
A GP-B továbbfejlesztette a tudás határait, és gyakorlati képzési helyszínt biztosított 100 doktorandusz és 15 mesterképző jelölt számára az Egyesült Államok egyetemein. Több mint 350 hallgató és több mint négy tucat középiskolás diák dolgozott a projekten az ipar és a kormány vezető tudósaival és repülőgépmérnökeivel. Az egyik egyetemi hallgató, aki a GP-B-n dolgozott, lett az első női űrhajós az űrben, a Sally Ride. Egy másik Eric Cornell volt, aki 2001-ben elnyerte a fizika Nobel-díját.
„A GP-B fontos módon növeli a relativitáselméleti tudásbázist, és pozitív hatása érezhető lesz azoknak a hallgatóknak a karrierjében, akiknek a képzését gazdagították a projekt” - mondta Ed Weiler, a NASA székhelyén lévő Tudományos Misszió Igazgatóság munkatársa.
Források: NASA, Stanfordi Egyetem
