Starptautiska NASA un universitātes pētnieku komanda ir atradusi pirmos tiešos pierādījumus tam, ka Zeme griežas telpā un laikā ap sevi, rotējot.
Pētnieki uzskata, ka viņi ir izmērījuši efektu, ko pirmo reizi paredzēja 1918. gadā, izmantojot Einšteina vispārējās relativitātes teoriju, precīzi novērojot divu Zemes riņķojošu lāzera darbības diapazonu orbītu pārvietošanos. Pētnieki novēroja NASA kosmosa kuģa Lāzera ģeodinamikas satelīts I (LAGEOS I) un NASA / Itālijas Kosmosa aģentūras (ASI) apvienotā kosmosa kuģa LAGEOS II orbītas.
Pētījums, par kuru ziņots žurnālā Nature, ir pirmais precīzais dīvainā efekta mērījums, kas paredz, ka rotējoša masa vilks vietu ap to. Lense-Thirring efekts ir pazīstams arī kā kadra vilkšana.
Komandu vadīja Dr. Ignazio Ciufolini no Lečes Universitātes, Itālijā, un Dr. Erricos C. Pavlis no Apvienotā Zemes sistēmas tehnoloģijas centra, kas ir pētniecības sadarbība starp NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Un Merilendas Universitāte, Baltimoras grāfiste.
"Vispārējā relativitāte paredz, ka masīvi rotējošiem objektiem vajadzētu rotēt telpas laiku, kad tie rotē," sacīja Pavlis. “Rāmja vilkšana ir līdzīga tam, kas notiek, ja boulinga bumba griežas biezā šķidrumā, piemēram, melase. Kamēr bumba griežas, tā velk melasi ap sevi. Arī viss, kas iestrēdzis melasē, pārvietojas pa bumbu. Līdzīgi, Zemei rotējot, tā sev apkārt apvelk kosmosa laiku. Tas mainīs satelītu orbītas netālu no Zemes. ” Pētījums ir turpinājums iepriekšējam darbam 1998. gadā, kad autoru komanda ziņoja par pirmo tiešo ietekmes noteikšanu.
Iepriekšējais mērījums bija daudz mazāk precīzs nekā pašreizējais darbs, ņemot vērā tajā laikā pieejamā gravitācijas modeļa neprecizitātes. NASA GRACE misijas dati ļāva ievērojami uzlabot jauno modeļu precizitāti, kas ļāva sasniegt šo jauno rezultātu.
"Mēs atradām, ka LAGEOS I un II orbītu plakne tiek nobīdīta apmēram sešas pēdas (divi metri) gadā Zemes griešanās virzienā," sacīja Pavlis. “Mūsu mērījums atbilst 99 procentiem tam, ko prognozē vispārējā relativitāte, kas ir mūsu kļūdas robežās plus vai mīnus pieci procenti. Pat ja gravitācijas modeļa kļūdas ir divas vai trīs reizes lielākas par oficiāli norādītajām vērtībām, mūsu mērījums joprojām ir precīzs līdz 10 procentiem vai labāks. ” Turpmākajiem NASA kosmosa kuģa Gravity Probe B mērījumiem, kas tika palaisti 2004. gadā, šī kļūdas robeža būtu jāsamazina līdz mazāk nekā vienam procentam. Tas sola pastāstīt pētniekiem daudz vairāk par iesaistīto fiziku.
Ciufolini komanda, izmantojot LAGEOS satelītus, iepriekš novēroja Lense-Thirring efektu. Nesen tas tika novērots ap attāliem debess objektiem ar intensīvu gravitācijas lauku, piemēram, melnajiem caurumiem un neitronu zvaigznēm. Jaunais Zemes apkārtnes pētījums ir pirmais tiešais, precīzais šīs parādības mērījums piecu līdz 10 procentu līmenī. Komanda analizēja 11 gadu laika perioda lāzera diapazona datus no LAGEOS satelītiem no 1993. līdz 2003. gadam, izmantojot metodi, kuru Ciufolini izstrādāja pirms desmit gadiem.
Mērījumiem bija nepieciešams izmantot ārkārtīgi precīzu Zemes gravitācijas lauka modeli ar nosaukumu EIGEN-GRACE02S, kas kļuva pieejams tikai nesen, pamatojoties uz GRACE datu analīzi. Modeli izstrādāja GeoForschungs Zentrum Potsdam, Vācijā, grupa, kas ir GRACE misijas galvenie pētnieki kopā ar Teksasas Universitātes Kosmosa pētījumu centru Ostinā.
LAGEOS II, kas tika palaists 1992. gadā, un tā priekšgājējs LAGEOS I, kas tika palaists 1976. gadā, ir pasīvi satelīti, kas paredzēti tikai lāzera diapazonam. Process ietver lāzera impulsu nosūtīšanu uz satelītu no stacijām uz Zemes un pēc tam reģistrē turp un atpakaļ brauciena laiku. Ņemot vērā zināmo gaismas ātruma vērtību, šis mērījums ļauj zinātniekiem precīzi noteikt attālumus starp lāzera diapazona stacijām uz Zemes un satelītu.
NASA un Stenfordas universitāte, Palo Alto, Kalifornijā, izstrādāja gravitācijas zondi B. Tas precīzi pārbaudīs niecīgas četru žiroskopu griešanās virziena izmaiņas, kas atrodas Zemes satelītā, kas riņķo 400 jūdzes tieši virs poliem. Eksperimentā tiks pārbaudītas divas teorijas, kas saistītas ar Einšteina vispārējās relativitātes teoriju, tostarp Lense-Thirring Effect. Šīm sekām, kaut arī Zemei neliela, ir tālejoša ietekme uz matērijas dabu un Visuma struktūru.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
