Medzinárodný tím NASA a univerzitných vedcov našiel prvý priamy dôkaz, že Zem sa otáča priestorom a časom okolo seba.
Vedci sa domnievajú, že zmerali účinok, ktorý bol prvýkrát predpovedaný v roku 1918 pomocou Einsteinovej teórie všeobecnej relativity, presným pozorovaním posunov na obežných dráhach dvoch satelitov na určovanie polohy, ktoré obiehajú okolo Zeme. Vedci pozorovali obežnú dráhu družice Laser Geodynamics Satellite I (LAGEOS I), kozmickej lode NASA a LAGEOS II, spoločnej kozmickej lode NASA / Italian Space Agency (ASI).
Výskum, publikovaný v časopise Nature, je prvým presným meraním bizarného efektu, ktorý predpovedá rotujúcu hmotu, ktorá okolo nej pretiahne priestor. Efekt Lense-Thirring je známy aj ako presúvanie snímok.
Ignazio Ciufolini z Univerzity v Lecce v Taliansku a Dr. Erricos C. Pavlis zo Spoločného centra pre technológiu zemských systémov, výskumnú spoluprácu medzi Goddardovým vesmírnym letovým strediskom NASA, Greenbelt, MD a Dr. University of Maryland Baltimore County.
"Všeobecná relativita predpovedá, že masívne rotujúce objekty by sa mali otáčať okolo seba, keď sa otáčajú," uviedol Pavlis. „Presúvanie rámu je ako to, čo sa stane, keď sa bowlingová guľa točí v hustej tekutine, ako je napríklad melasa. Keď sa lopta točí, pritahuje melasu okolo seba. Čokoľvek uviaznuté v melase sa bude tiež pohybovať okolo lopty. Podobne, keď sa Zem otáča, ťahá časopriestor vo svojom okolí okolo seba. Tým sa posunú obežné dráhy satelitov blízko Zeme. ““ Štúdia nadväzuje na predchádzajúcu prácu v roku 1998, keď autorský tím uviedol prvé priame zistenie účinku.
Predchádzajúce meranie bolo oveľa nepresnejšie ako súčasné práce, a to z dôvodu nepresností v tom čase dostupných gravitačných modelov. Údaje z misie GRACE agentúry NASA umožnili obrovské zlepšenie presnosti nových modelov, čo umožnilo tento nový výsledok.
"Zistili sme, že rovina obežných dráh LAGEOS I a II bola posunutá o šesť stôp (dva metre) ročne v smere rotácie Zeme," uviedol Pavlis. „Naše meranie súhlasí s 99 percentami s tým, čo sa predpovedá podľa všeobecnej relativity, ktorá je v rámci nášho rozpätia chyby plus alebo mínus päť percent. Aj keď sú chyby gravitačného modelu dvojnásobné alebo trojnásobné oproti oficiálne uvedeným hodnotám, naše meranie je stále presné na 10 percent alebo lepšie. “ Budúce merania pomocou gravitačnej sondy B, kozmickej lode NASA, ktorá sa začala v roku 2004, by mali znížiť túto chybovosť na menej ako jedno percento. To sľubuje výskumníkom oveľa viac o zúčastnenej fyzike.
Tím spoločnosti Ciufolini využívajúci satelity LAGEOS predtým pozoroval efekt Lense-Thirringa. Nedávno bolo pozorované okolo vzdialených nebeských objektov s intenzívnymi gravitačnými poľami, ako sú čierne diery a neutrónové hviezdy. Nový výskum okolo Zeme je prvým priamym a presným meraním tohto javu na úrovni 5 až 10 percent. Tím analyzoval 11-ročné obdobie laserových meraní dát zo satelitov LAGEOS od roku 1993 do roku 2003 pomocou metódy, ktorú vymyslel Ciufolini pred desiatimi rokmi.
Merania si vyžadovali použitie extrémne presného modelu zemského gravitačného poľa s názvom EIGEN-GRACE02S, ktorý bol k dispozícii iba nedávno, na základe analýzy údajov GRACE. Tento model bol vyvinutý v GeoForschungs Zentrum Potsdam v Nemecku skupinou, ktorá je spoluzakladateľmi misie GRACE spolu s Centrom pre vesmírny výskum na Texaskej univerzite v Austine.
LAGEOS II, uvedený na trh v roku 1992, a jeho predchodca, LAGEOS I, uvedený na trh v roku 1976, sú pasívne satelity určené výlučne na laserové zameriavanie. Tento proces vyžaduje odoslanie laserových impulzov do satelitu z meracích staníc na Zemi a následné zaznamenanie času cesty spiatočnou cestou. Vzhľadom na známu hodnotu rýchlosti svetla umožňuje toto meranie vedcom presne určiť vzdialenosti medzi laserovými zameriavacími stanicami na Zemi a satelitom.
NASA a Stanfordská univerzita v Palo Alto v Kalifornii vyvinuli gravitačnú sondu B. Presne skontroluje drobné zmeny smeru rotácie štyroch gyroskopov obsiahnutých v satelitoch Zeme obiehajúcich 400 kilometrov priamo nad pólami. Experiment otestuje dve teórie týkajúce sa Einsteinovej teórie všeobecnej relativity vrátane Lense-Thirringovho efektu. Tieto účinky, hoci pre Zem sú malé, majú ďalekosiahle dôsledky pre podstatu hmoty a štruktúru vesmíru.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
