Исследователи подтвердили два прогноза общей теории относительности Альберта Эйнштейна, завершая один из самых длительных проектов НАСА. Первый - это геодезический эффект, или искривление пространства и времени вокруг гравитационного тела. Вторым является перетаскивание кадров, то есть количество вращающегося объекта, тянущего пространство и время вместе с ним при вращении.
Gravity Probe-B определял оба эффекта с беспрецедентной точностью, указывая на одну звезду IM Pegasi, находясь на полярной орбите вокруг Земли. Если гравитация не влияет на пространство и время, гироскопы GP-B будут всегда указывать в одном направлении на орбите. Но в подтверждение теорий Эйнштейна гироскопы испытали измеримые, незначительные изменения в направлении их вращения, в то время как гравитация Земли притянула их.
Проект как был в работе в течение 52 лет.
Результаты находятся в Интернете в журнале Physical Review Letters.
«Представьте Землю так, как будто она погружена в мед», - сказал Фрэнсис Эверитт, главный исследователь Gravity Probe-B в Стэнфордском университете. «По мере того, как планета вращается, мед вокруг нее будет кружиться, и то же самое происходит с пространством и временем», - GP-B подтвердил два самых глубоких прогноза вселенной Эйнштейна, которые имеют далеко идущие последствия для астрофизических исследований. Аналогичным образом, десятилетия технологических инноваций, стоящих за миссией, будут иметь длительное наследие на Земле и в космосе ».
НАСА начало разработку этого проекта, начиная с осени 1963 года, с первоначального финансирования для разработки эксперимента по гироскопу относительности. Последующие десятилетия развития привели к созданию инновационных технологий для контроля внешних помех на космическом корабле, таких как аэродинамическое сопротивление, магнитные поля и тепловые колебания. Звездный трекер и гироскопы миссии были самыми точными из когда-либо разработанных и изготовленных.
GP-B завершила свои операции по сбору данных и была выведена из эксплуатации в декабре 2010 года.
«Результаты миссии окажут долгосрочное влияние на работу физиков-теоретиков», - сказал Билл Данчи, старший астрофизик и программный специалист в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне. «Каждый будущий вызов теориям общей теории относительности Эйнштейна должен будет искать более точные измерения, чем замечательная работа, выполненная GP-B».
Инновации, обеспечиваемые GP-B, используются в технологиях GPS, которые позволяют самолетам приземляться без посторонней помощи. Дополнительные технологии GP-B были применены к миссии NASA Cosmic Background Explorer, которая точно определяла фоновое излучение вселенной. Это измерение является основой теории большого взрыва и привело к Нобелевской премии физика НАСА Джона Мазера.
Концепция спутника без перетаскивания, впервые разработанная GP-B, позволила создать несколько спутников наблюдения Земли, в том числе эксперимент НАСА по гравитационному восстановлению и изменению климата, а также гравитационное поле Европейского космического агентства и стационарный исследователь океанической циркуляции. Эти спутники обеспечивают наиболее точные измерения формы Земли, что крайне важно для точной навигации по суше и морю и понимания взаимосвязи между циркуляцией океана и климатическими схемами.
GP-B также расширил границы знаний и предоставил практическую учебную площадку для 100 докторантов и 15 кандидатов в магистры в университетах по всей территории Соединенных Штатов. Более 350 студентов и более четырех десятков старшеклассников также работали над проектом с ведущими учеными и инженерами аэрокосмической промышленности из промышленности и правительства. Одна студентка, работавшая на GP-B, стала первой женщиной-космонавтом в космосе, Sally Ride. Другим был Эрик Корнелл, который получил Нобелевскую премию по физике в 2001 году.
«GP-B существенно расширяет базу знаний об относительности, и ее положительное влияние будет ощущаться в карьере студентов, чье образование было обогащено проектом», - сказал Эд Вейлер, помощник администратора Дирекции научных миссий в штаб-квартире НАСА.
Источники: НАСА, Стэнфордский университет
