O sondă NASA care orbitează în jurul Pământului a confirmat două predicții cheie ale teoriei generale a relativității a lui Albert Einstein, care descrie modul în care gravitația face ca masele să deformeze spațiul-timp în jurul lor.
Misiunea Gravity Probe B a fost lansată în 2004 pentru a studia două aspecte ale teoriei lui Einstein despre gravitație: efectul geodezic, sau deformarea spațiului și a timpului în jurul unui corp gravitațional; și frame-dragging, care descrie cantitatea de spațiu și timp pe care un obiect care se învârte trage cu el în timp ce se rotește.
„Imaginați-vă Pământul ca și cum ar fi scufundat în miere”, a declarat într-o declarație fizicianul Francis Everitt de la Universitatea Stanford, cercetătorul principal al Sondei gravitaționale B. „Pe măsură ce planeta se rotește, mierea din jurul ei s-ar învârti, și la fel se întâmplă și cu spațiul și timpul. GP-B a confirmat două dintre cele mai profunde predicții ale universului lui Einstein, având implicații de anvergură în întreaga cercetare astrofizică.”
Gravity Probe B a folosit patru giroscoape ultraprecise pentru a măsura cele două ipoteze gravitaționale. Sonda a confirmat ambele efecte cu o precizie fără precedent, îndreptându-și instrumentele spre o singură stea numită IM Pegasi.
Dacă gravitația nu ar afecta spațiul și timpul, giroscoapele sondei ar fi îndreptate întotdeauna în aceeași direcție în timp ce aceasta se afla pe orbita polară în jurul Pământului. Cu toate acestea, giroscoapele au experimentat schimbări mici, dar măsurabile, în direcția de rotație în timp ce gravitația Pământului trăgea asupra lor, confirmând astfel teoriile lui Einstein.
„Rezultatele misiunii vor avea un impact pe termen lung asupra activității fizicienilor teoreticieni”, a declarat Bill Danchi, astrofizician senior și cercetător de programe la sediul central al NASA din Washington. „Fiecare provocare viitoare la adresa teoriilor relativității generale a lui Einstein va trebui să caute măsurători mai precise decât munca remarcabilă realizată de GP-B”.
Un timp îndelungat
Aceste rezultate încheie unul dintre cele mai îndelungate proiecte din istoria NASA. Agenția spațială s-a implicat în dezvoltarea unui experiment cu un giroscop de relativitate în 1963.
Decenii de cercetare și testare au condus la tehnologii revoluționare pentru a controla perturbările de mediu care ar putea afecta nava spațială, cum ar fi rezistența aerodinamică, câmpurile magnetice și variațiile termice. În plus, dispozitivul de urmărire a stelelor și giroscoapele misiunii au fost cele mai precise proiectate și produse vreodată.
Proiectul Gravity Probe B a condus la progrese în tehnologiile GPS care ajută la ghidarea avioanelor la aterizare. Inovații suplimentare au fost aplicate în cadrul misiunii Cosmic Background Explorer a NASA, care a determinat cu exactitate radiația de fond a universului rămasă de la scurt timp după Big Bang.
Conceptul de satelit fără rezistență la înaintare inițiat de Gravity Probe B a făcut posibil un număr de sateliți de observare a Pământului, inclusiv Gravity Recovery and Climate Experiment al NASA. Acești sateliți oferă cele mai precise măsurători ale formei Pământului, care sunt esențiale pentru navigația pe uscat și pe mare, precum și pentru înțelegerea relației dintre circulația oceanică și modelele climatice.
Accesul larg al Sondei gravitaționale B
Misiunea Sonda gravitațională B a acționat, de asemenea, ca un teren de pregătire pentru studenții din Statele Unite, de la candidații la doctorat și masterat până la studenți și liceeni. De fapt, o studentă care a lucrat la misiune a ajuns să devină prima femeie astronaut în spațiu, Sally Ride.
„GP-B se adaugă la baza de cunoștințe despre relativitate în moduri importante, iar impactul său pozitiv se va resimți în carierele studenților a căror educație a fost îmbogățită de proiect”, a declarat Ed Weiler, administrator asociat al direcției pentru misiuni științifice de la sediul central al NASA.
Gravity Probe B și-a încheiat operațiunile de colectare a datelor și a fost scoasă din uz în decembrie 2010. Descoperirile sondei au fost publicate online în revista Physical Review Letters.
Să urmăriți SPACE.com pentru cele mai recente știri din domeniul științei și explorării spațiale pe Twitter @Spacedotcom și pe Facebook.
- 6 fapte ciudate despre gravitație
- Top 10 cele mai ciudate lucruri din spațiu
- Fizică întortocheată: 7 descoperiri uluitoare
.