Sonda NASA obíhající kolem Země potvrdila dvě klíčové předpovědi obecné teorie relativity Alberta Einsteina, která popisuje, jak gravitace způsobuje, že hmoty kolem sebe deformují časoprostor.
Mise Gravity Probe B byla vypuštěna v roce 2004, aby studovala dva aspekty Einsteinovy teorie o gravitaci: geodetický efekt neboli pokřivení prostoru a času kolem gravitačního tělesa a tzv. frame-dragging, který popisuje množství prostoru a času, které rotující objekty při rotaci strhávají s sebou.
„Představte si Zemi, jako by byla ponořena do medu,“ uvedl ve svém prohlášení fyzik ze Stanfordovy univerzity Francis Everitt, hlavní řešitel sondy Gravity Probe B. „Země je jakoby ponořena do medu. „Jak planeta rotuje, med kolem ní by vířil a stejné je to s prostorem a časem. GP-B potvrdila dvě z nejhlubších předpovědí Einsteinova vesmíru, což má dalekosáhlé důsledky pro celý astrofyzikální výzkum.“
Gravitační sonda B použila k měření dvou gravitačních hypotéz čtyři ultrapřesné gyroskopy. Sonda potvrdila oba efekty s bezprecedentní přesností, když své přístroje zaměřila na jedinou hvězdu IM Pegasi.
Pokud by gravitace neovlivňovala prostor a čas, gyroskopy sondy by během jejího pobytu na polární dráze kolem Země ukazovaly stále stejným směrem. U gyroskopů však docházelo k malým, ale měřitelným změnám směru jejich otáčení, zatímco na ně působila zemská gravitace, čímž se potvrdily Einsteinovy teorie.
„Výsledky mise budou mít dlouhodobý dopad na práci teoretických fyziků,“ řekl Bill Danchi, vedoucí astrofyzik a programový vědec v ústředí NASA ve Washingtonu. „Každá budoucí výzva Einsteinovým teoriím obecné relativity bude muset usilovat o přesnější měření, než jakého dosáhla pozoruhodná práce GP-B.“
Dlouho očekávaný
Těmito výsledky se uzavírá jeden z nejdéle trvajících projektů v historii NASA. Vesmírná agentura se zapojila do vývoje experimentu s gyroskopem relativity v roce 1963.
Desítky let výzkumu a testování vedly k průlomovým technologiím pro kontrolu rušivých vlivů prostředí, které by mohly ovlivnit kosmickou loď, jako je aerodynamický odpor, magnetické pole a tepelné výkyvy. Kromě toho byly hvězdný sledovač a gyroskopy mise nejpřesnější, jaké kdy byly navrženy a vyrobeny.
Projekt Gravity Probe B vedl k pokroku v technologiích GPS, které pomáhají navádět letadla na přistání. Další inovace se uplatnily při misi NASA Cosmic Background Explorer, která přesně určila záření vesmírného pozadí, jež zbylo z doby krátce po velkém třesku.
Koncepce družic bez odporu vzduchu, jejímž průkopníkem byla Gravity Probe B, umožnila vznik řady družic pro pozorování Země, včetně experimentu NASA Gravity Recovery and Climate Experiment. Tyto družice poskytují nejpřesnější měření tvaru Země, která jsou rozhodující pro navigaci na souši i na moři a pro pochopení vztahu mezi cirkulací oceánů a klimatickými vzorci.
Široký záběr gravitační sondy B
Mise gravitační sondy B působila také jako výukové pracoviště pro studenty z celých Spojených států, od uchazečů o doktorské a magisterské tituly až po vysokoškoláky a středoškoláky. Jedna z vysokoškolských studentek, která na misi pracovala, se dokonce stala první astronautkou ve vesmíru, Sally Rideovou.
„GP-B významným způsobem doplňuje znalostní základnu v oblasti relativity a jeho pozitivní dopad se projeví v kariéře studentů, jejichž vzdělání projekt obohatil,“ řekl Ed Weiler, zástupce administrátora pro ředitelství vědeckých misí v ústředí NASA.
Gravitační sonda B ukončila své operace sběru dat a byla vyřazena z provozu v prosinci 2010. Výsledky sondy byly zveřejněny online v časopise Physical Review Letters.
Sledujte web SPACE.com, kde najdete nejnovější zprávy z oblasti vědy a výzkumu vesmíru na Twitteru @Spacedotcom a na Facebooku.
- 6 podivných faktů o gravitaci
- Top 10 nejpodivnějších věcí ve vesmíru
- Překroucená fyzika: 7 ohromujících zjištění
.