Umelecký koncept skrúteného vesmírneho času okolo Zeme. Obrazový kredit: NASA. klikni na zväčšenie
Je Zem vo víre časopriestoru?
Čoskoro budeme vedieť odpoveď: Fyzikálny experiment NASA / Stanford s názvom Gravity Probe B (GP-B) nedávno ukončil rok zhromažďovania vedeckých údajov na obežnej dráhe Zeme. Výsledky, ktoré budú trvať ďalší rok analýzy, by mali odhaliť tvar časopriestoru okolo Zeme - a prípadne vír.
Podľa Einsteinových teórií relativity je čas a priestor vzájomne prepojené a vytvárajú štvorrozmernú štruktúru nazývanú „časopriestor“. Obrovská masa Zeme túto tkaninu utlmuje, podobne ako ťažký človek sediaci uprostred trampolíny. Gravitácia, hovorí Einstein, je jednoducho pohybom objektov sledujúcich zakrivené línie jamky.
Keby bola Zem nehybná, bol by to koniec príbehu. Ale Zem nie je stacionárna. Naša planéta sa točí a rotácia by mala jemne krútiť jamku a ťahať ju okolo do 4-rozmernej vírenia. To je to, čo GP-B išiel do vesmíru skontrolovať
Myšlienka experimentu je jednoduchá:
Dajte rotujúci gyroskop na obežnú dráhu okolo Zeme, pričom os rotácie bude smerovať k nejakej vzdialenej hviezde ako pevný referenčný bod. Os gyroskopu by mala zostať navždy nasmerovaná na hviezdu bez vonkajších síl. Ak je však priestor skrútený, smer osi gyroskopu by sa mal v priebehu času unášať. Zaznamenaním tejto zmeny smeru vzhľadom na hviezdu sa mohli zmerať zvraty v priestore a čase.
V praxi je experiment nesmierne ťažký.
Štyri gyroskopy v GP-B sú najdokonalejšie gule, aké kedy ľudia vytvorili. Tieto gule s veľkosťou ping pong z taveného kremeňa a kremíka majú priemer 1,5 palca a nikdy sa nelíšia od dokonalej gule o viac ako 40 atómových vrstiev. Keby gyroskopy neboli sférické, ich osi rotácie by sa kolísali aj bez účinkov relativity.
Podľa výpočtov by skrútený časopriestor okolo Zeme mal spôsobiť, že osi gyroskopov sa budú unášať iba 0,041 sekundy za rok. Arcsekunda je 1/3600 stupňa. Aby bolo možné tento uhol primerane dobre zmerať, GP-B potreboval fantastickú presnosť 0,0005 sekundy. Je to ako zmerať hrúbku hárku papiera umiestneného na okraji na 100 míľ ďaleko.
Vedci GP-B vynašli úplne nové technológie, aby to umožnili. Vyvinuli satelit „bez aerodynamického odporu“, ktorý by sa mohol omotať proti vonkajším vrstvám zemskej atmosféry bez narušenia gyroskopov. Prišli na to, ako zabrániť prenikaniu magnetického poľa Zeme mimo kozmickú loď. A pripravili zariadenie na meranie rotácie gyroskopu - bez toho, aby sa dotkli gyroskopu.
Stiahnutie experimentu bolo mimoriadnou výzvou. Na linke bolo veľa času a peňazí, zdá sa však, že to urobili vedci GP-B.
„Pri experimente nedošlo k žiadnym veľkým prekvapeniam,“ hovorí profesor fyziky Francis Everitt, vedúci projektu GP-B na Stanfordskej univerzite. Teraz, keď je zhromažďovanie údajov kompletné, hovorí, že nálada medzi vedcami GP-B je „veľa nadšenia a uvedomenie, že pred nami je veľa tvrdej práce.“
Prebieha starostlivá a dôkladná analýza údajov. Vedci to urobia v troch fázach, vysvetľuje Everitt. Najprv preskúmajú údaje z každého dňa celoročného experimentu a skontrolujú nezrovnalosti. Ďalej rozdelia údaje na zhruba mesačné kúsky a nakoniec sa pozrú na celý rok. Týmto spôsobom by vedci mali byť schopní nájsť akékoľvek problémy, ktorým by jednoduchšia analýza mohla chýbať.
Vedci z celého sveta nakoniec údaje preskúmajú. Everitt hovorí: „chceme, aby sme boli našimi najťažšími kritikmi.“
Stávky sú vysoké. Ak zistia vír presne podľa očakávaní, jednoducho to znamená, že Einstein mal opäť pravdu. Ale čo keď nie? Einsteinova teória by mohla mať chybu, maličký rozpor, ktorý ohlasuje revolúciu vo fyzike.
Najprv však existuje veľa údajov na analýzu. Zostaňte naladení.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
