A NASA és az egyetemi kutatók nemzetközi csapata megtalálta az első közvetlen bizonyítékot arra, hogy a Föld a helyet és az időt körülhúzza, miközben forog.
A kutatók úgy vélik, hogy a hatást, amelyet először 1918-ban előre jelezték, Einstein általános relativitáselméletének alkalmazásával meghatározták, pontosan megfigyelve a Föld körül keringő két lézeres távolságú műhold pályájának eltolódását. A kutatók megfigyelték a NASA űrhajójának Lézer geodinamikai műholdas I (LAGEOS I) és a NASA / Olasz Űrügynökség (ASI) közös űrhajója LAGEOS II körüli pályáit.
A Nature folyóiratban közzétett kutatás egy furcsa hatás első pontos mérése, amely szerint a forgó tömeg helyet fog húzni körülötte. A Lense-Thirring Effect képkeret-húzásként is ismert.
A csoportot Dr. Ignazio Ciufolini (az olaszországi Lecce-i Egyetem) és Dr. Erricos C. Pavlis vezette a Földrendszer-technológiai Központból, amely a NASA Goddard űrrepülési központja, a Greenbelt, Md., És a Marylandi Egyetem, Baltimore megye.
"Az általános relativitáselmélet azt sugallja, hogy a hatalmas forgó tárgyaknak forogniuk kell a tér-idő körül, miközben forognak" - mondta Pavlis. „A keret húzása olyan, mint mi történik, ha egy bowling golyó vastag folyadékban, például melaszban forog. Amint a labda forog, magához húzza a melaszt. Bármi, ami beragadt a melaszba, a labda körül is mozoghat. Hasonlóképpen, ahogy a Föld forog, a tér-időt magához húzza a közelében. Ez elmozdítja a műholdak pályáját a Föld közelében. ” A tanulmány az 1998-as korábbi munka nyomon követése, ahol a szerzők csapata jelentette a hatás első közvetlen észlelését.
Az előző mérés sokkal kevésbé volt pontos, mint a jelenlegi munka, az akkor rendelkezésre álló gravitációs modell pontatlanságai miatt. A NASA GRACE missziójának adatai lehetővé tették az új modellek pontosságának jelentős javulását, ami lehetővé tette ezt az új eredményt.
"Azt találtuk, hogy a LAGEOS I és II pályáinak síkját évente körülbelül hat méter (két méter) távolságra mozgatják a Föld forgása irányába" - mondta Pavlis. „Méréseink 99% -kal megegyeznek az általános relativitáselmélet előrejelzéseivel, amely plusz vagy mínusz öt százalék hibahatáron belül van. Még akkor is, ha a gravitációs modell hibái a hivatalosan megadott értékek kétszeresére vagy háromszorosait elhaladják, a mérésünk még mindig 10% vagy annál jobb. " A NASA űrhajója, a Gravity Probe B, a 2004-ben elindított jövőbeni méréseinek ezt a hibamarint kevesebb, mint egy százalékra kell csökkentenie. Ez azt ígéri, hogy sokkal többet mond a kutatóknak az érintett fizikáról.
Ciufolini csapata a LAGEOS műholdak segítségével korábban megfigyelte a Lense-Thirring hatást. Nemrégiben megfigyelték az intenzív gravitációs mezőkkel rendelkező távoli égi tárgyak, például a fekete lyukak és a neutroncsillagok körül. A Föld körüli új kutatás az első közvetlen, pontos mérése ennek a jelenségnek az öt-10 százalékos szintjén. A csoport elemezte a LAGEOS műholdakból származó, 11 éves lézeres időtartamra eső adatokat 1993 és 2003 között, egy Ciufolini által egy évtizeddel ezelőtt kidolgozott módszerrel.
A mérésekhez a Föld gravitációs mezőjének rendkívül pontos modelljét, az EIGEN-GRACE02S nevű modellt kellett használni, amely csak a közelmúltban vált elérhetővé a GRACE-adatok elemzése alapján. A modellt a németországi GeoForschungs Zentrum Potsdamban fejlesztették ki egy csoport, amely a GRACE küldetés egyik fő kutatója, valamint az austini Texasi Egyetem Űrkutatási Központja.
Az 1992-ben elindított LAGEOS II és az elődje, az 1976-ban elindított LAGEOS I passzív műholdak, amelyeket kizárólag a lézersugárzásra szántak. A folyamat magában foglalja a lézerimpulzusok küldését a műholdakra a földi távoli állomásokról, majd az oda-vissza utazási idő rögzítését. Tekintettel a fénysebesség ismert értékére, ez a mérés lehetővé teszi a tudósok számára, hogy pontosan meghatározzák a Földön lézeres távmérő állomások és a műholdak közötti távolságot.
A NASA és a kaliforniai Palo Altóban található Stanfordi Egyetem kifejlesztette a Gravity Probe B. pontosan ellenőrzi a 400 mérföld körül közvetlenül a pólusok fölött keringő Föld műholdas négy giroszkóp forgásirányának apró változásait. A kísérlet két, az Einstein általános relativitáselmélettel kapcsolatos elméletét fogja kipróbálni, beleértve a Lense-Thirring Effect-et. Ezek a hatások, bár a Föld számára kicsik, messzemenő hatással vannak az anyag természetére és az univerzum szerkezetére.
Eredeti forrás: NASA sajtóközlemény
