A NASA Föld körüli pályán keringő szondája megerősítette Albert Einstein általános relativitáselméletének két kulcsfontosságú előrejelzését, amely leírja, hogy a gravitáció hatására a tömegek görbítik maguk körül a téridőt.
A Gravity Probe B küldetést 2004-ben indították, hogy Einstein gravitációról szóló elméletének két aspektusát tanulmányozza: a geodéziai hatást, vagyis a tér és az idő torzulását egy gravitációs test körül; és a frame-draggingot, amely azt írja le, hogy egy forgó objektum mekkora tér- és időmennyiséget húz magával forgása közben.
“Képzeljük el a Földet úgy, mintha mézbe lenne mártva” – mondta Francis Everitt, a Stanford Egyetem fizikusa, a Gravity Probe B vezető kutatója egy nyilatkozatban. “Ahogy a bolygó forog, a méz körülötte kavarogna, és ugyanez a helyzet a térrel és az idővel is. A GP-B megerősítette Einstein univerzumának két legmélyebb jóslatát, ami messzemenő következményekkel jár az asztrofizikai kutatásokban”.”
A Gravitációs Szonda B négy ultraprecíz giroszkópot használt a két gravitációs hipotézis mérésére. A szonda mindkét hatást példátlan pontossággal igazolta, amikor műszereit az IM Pegasi nevű egyetlen csillagra irányította.
Ha a gravitáció nem befolyásolná a teret és az időt, a szonda giroszkópjai mindig ugyanabba az irányba mutatnának, amíg a Föld körüli poláris pályán kering. A giroszkópok azonban apró, de mérhető változásokat tapasztaltak a forgásirányukban, miközben a Föld gravitációja húzta őket, ezzel megerősítve Einstein elméleteit.
“A küldetés eredményei hosszú távon hatással lesznek az elméleti fizikusok munkájára” – mondta Bill Danchi, a NASA washingtoni központjának vezető asztrofizikusa és programkutatója. “Einstein általános relativitáselméleteinek minden jövőbeli megkérdőjelezéséhez a GP-B által elvégzett figyelemre méltó munkánál pontosabb mérésekre kell majd törekedni.”
Hosszú idő
Ezekkel az eredményekkel lezárul a NASA történetének egyik leghosszabb ideje tartó projektje. Az űrügynökség 1963-ban kapcsolódott be egy relativitás-giroszkópos kísérlet fejlesztésébe.
A több évtizedes kutatás és tesztelés úttörő technológiákat eredményezett az űrhajóra ható környezeti zavarok, például az aerodinamikai ellenállás, a mágneses mezők és a hőingadozások ellenőrzésére. Továbbá a küldetés csillagkövetője és giroszkópjai a valaha tervezett és gyártott legpontosabbak voltak.
A Gravity Probe B projekt a repülőgépek leszállását segítő GPS-technológiák fejlődéséhez vezetett. További innovációkat alkalmaztak a NASA Cosmic Background Explorer missziójában, amely pontosan meghatározta az univerzum háttérsugárzását, amely röviddel az ősrobbanás után maradt meg.
A Gravity Probe B által úttörőként bevezetett, légellenállás-mentes műholdkoncepció számos Föld-megfigyelő műholdat tett lehetővé, köztük a NASA Gravity Recovery and Climate Experimentjét. Ezek a műholdak biztosítják a Föld alakjának legpontosabb méréseit, amelyek létfontosságúak a szárazföldi és tengeri navigációhoz, valamint az óceáni cirkuláció és az éghajlati minták közötti kapcsolat megértéséhez.
A Gravity Probe B nagy hatósugara
A Gravity Probe B küldetés egyben gyakorlóhelyként is szolgált a diákok számára szerte az Egyesült Államokban, a doktorjelöltektől és a mesterdiplomásoktól kezdve az egyetemistákon át a középiskolásokig. Sőt, az egyik egyetemi hallgató, aki a küldetésen dolgozott, később az első női űrhajós lett az űrben, Sally Ride.
“A GP-B fontos módon bővíti a relativitáselmélettel kapcsolatos tudásbázist, és pozitív hatása érezhető lesz azoknak a diákoknak a pályafutásában, akiknek az oktatását a projekt gazdagította” – mondta Ed Weiler, a NASA főhadiszállásán a tudományos missziók igazgatóságának társadminisztrátora.
A Gravitációs Szonda B befejezte az adatgyűjtési műveleteket, és 2010 decemberében leszerelték. A szonda eredményeit a Physical Review Letters című folyóiratban tették közzé online.
Kövesse a SPACE.com-ot a legfrissebb űrkutatási és űrkutatási hírekért a Twitteren @Spacedotcom és a Facebookon.
- 6 furcsa tény a gravitációról
- Top 10 legfurcsább dolog az űrben
- Twisted Physics: 7 észbontó eredmény