O echipă internațională formată din NASA și cercetători universitari a găsit primele dovezi directe pe care Pământul târâște spațiul și timpul în jurul său în timp ce se rotește.
Cercetătorii cred că au măsurat efectul, prevăzut pentru prima dată în 1918, prin utilizarea teoriei relativității generale a lui Einstein, observând cu exactitate schimbări pe orbitele a doi sateliți cu laser orbitant pe Pământ. Cercetătorii au observat orbitele satelitului de geodinamică cu laser I (LAGEOS I), o navă spațială NASA și LAGEOS II, o navă spațială comună NASA / Agenția Spațială Italiană (ASI).
Cercetarea, raportată în jurnalul Nature, este prima măsurare exactă a unui efect bizar care prezice că o masă rotativă va trage spațiu în jurul său. Lens-Thirring Effect este, de asemenea, cunoscut sub numele de glisare cadru.
Echipa a fost condusă de Dr. Ignazio Ciufolini de la Universitatea din Lecce, Italia și Dr. Erricos C. Pavlis de la Centrul comun pentru tehnologia sistemului de pământ, o colaborare de cercetare între Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, Greenbelt, Md. Și University of Maryland County Baltimore.
„Relativitatea generală prevede că obiectele rotative masive ar trebui să trateze spațiul-timp în jurul lor în timp ce se rotesc”, a spus Pavlis. „Tragerea cadrelor este ca ceea ce se întâmplă dacă o bilă de bowling se învârte într-un fluid gros, cum ar fi melasa. Pe măsură ce mingea se învârte, trage melasa în jurul ei. Orice blocat în melasă se va mișca, de asemenea, în jurul mingii. În mod similar, pe măsură ce Pământul se rotește, atrage spațiul-timp în vecinătatea sa în jurul său. Acest lucru va muta orbitele sateliților de lângă Pământ. ” Studiul este o continuare a lucrărilor anterioare din 1998, unde echipa autorilor a raportat prima detectare directă a efectului.
Măsurarea anterioară a fost mult mai puțin precisă decât activitatea curentă, din cauza inexactității modelului gravitațional disponibil la momentul respectiv. Datele din misiunea GRACE a NASA au permis o îmbunătățire vastă a preciziei noilor modele, ceea ce a făcut posibil acest nou rezultat.
"Am descoperit că avionul orbitelor LAGEOS I și II a fost deplasat cu aproximativ doi metri pe an în direcția de rotație a Pământului", a spus Pavlis. „Măsurarea noastră este de acord cu 99% cu ceea ce este prevăzut de relativitatea generală, care se află în marja noastră de eroare de plus sau minus cinci la sută. Chiar dacă erorile gravitaționale ale modelului gravitațional sunt de două sau trei ori mai mari decât valorile citate oficial, măsurarea noastră este în continuare exactă la 10% sau mai bine. " Viitoarele măsurători ale Gravity Probe B, o navă spațială NASA lansată în 2004, ar trebui să reducă această marjă de eroare la mai puțin de un procent. Acest lucru promite să le spună cercetătorilor mult mai multe despre fizica implicată.
Echipa lui Ciufolini, folosind sateliții LAGEOS, a observat anterior efectul Lense-Thirring. A fost observată recent în jurul obiectelor cerești îndepărtate cu câmpuri gravitaționale intense, precum găurile negre și stelele neutronice. Noua cercetare în jurul Pământului este prima măsurare directă și precisă a acestui fenomen la nivelul de cinci până la 10 la sută. Echipa a analizat o perioadă de 11 ani de date cu laser de la sateliții LAGEOS din 1993 până în 2003, folosind o metodă concepută de Ciufolini în urmă cu un deceniu.
Măsurătorile au necesitat utilizarea unui model extrem de precis al câmpului gravitațional al Pământului, numit EIGEN-GRACE02S, care a devenit disponibil doar recent, pe baza unei analize a datelor GRACE. Modelul a fost dezvoltat la GeoForschungs Zentrum Potsdam, Germania, de către un grup care este co-investigatori principali ai misiunii GRACE, împreună cu Centrul de Cercetări Spațiale al Universității Texas din Austin.
LAGEOS II, lansat în 1992 și predecesorul său, LAGEOS I, lansat în 1976, sunt sateliți pasivi dedicați exclusiv gamei cu laser. Procesul presupune trimiterea de impulsuri cu laser la satelit de la stațiile de pe Pământ și apoi înregistrarea timpului de călătorie dus-întors. Având în vedere valoarea cunoscută pentru viteza luminii, această măsurare permite oamenilor de știință să determine cu exactitate distanțele dintre stațiile cu laser de pe Pământ și satelit.
NASA și Universitatea Stanford, Palo Alto, California, au dezvoltat Sonda Gravity B. Acesta va verifica cu exactitate modificările minime ale direcției de rotire a patru giroscopuri conținute într-un satelit Pământ care orbitează 400 de mile direct peste poli. Experimentul va testa două teorii legate de teoria lui Einstein despre relativitatea generală, inclusiv efectul de stimulare a lentilelor. Aceste efecte, deși mici pentru Pământ, au implicații de anvergură pentru natura materiei și pentru structura universului.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
