Conceptul unui artist de spațiu-timp răsucit în jurul Pământului. Credit de imagine: NASA. Faceți clic pentru a mări
Pământul este într-un vortex al spațiului-timp?
În curând vom cunoaște răspunsul: Un experiment de fizică NASA / Stanford, numit Gravity Probe B (GP-B), a încheiat recent un an de culegere a datelor științifice pe orbita Pământului. Rezultatele, care vor dura încă un an pentru a analiza, ar trebui să dezvăluie forma spațiului-timp în jurul Pământului și, eventual, vortexul.
Timpul și spațiul, conform teoriilor relativității lui Einstein, sunt țesute împreună, formând o țesătură în patru dimensiuni numită „spațiu-timp”. Masa imensă de Pământ umple această țesătură, la fel ca o persoană grea care stă în mijlocul unei trambuline. Gravenitatea, spune Einstein, este pur și simplu mișcarea obiectelor care urmează liniile curbece ale întunecării.
Dacă Pământul ar fi staționat, acesta ar fi sfârșitul poveștii. Dar Pământul nu este staționar. Planeta noastră se învârte, iar rotirea ar trebui să răsucească ușor, ușor, trăgând-o într-un vârtej în patru dimensiuni. Aceasta este ceea ce GP-B a mers în spațiu pentru a verifica
Ideea din spatele experimentului este simplă:
Puneți un giroscop învârtit pe orbita din jurul Pământului, cu axa de rotire îndreptată spre o stea îndepărtată ca punct de referință fix. Fără forțe externe, axa giroscopului ar trebui să continue îndreptându-se spre stea - pentru totdeauna. Dar dacă spațiul este răsucit, direcția axei giroscopului ar trebui să se abată în timp. Notând această schimbare de direcție în raport cu steaua, s-ar putea măsura răsucirea spațiului-timp.
În practică, experimentul este extrem de dificil.
Cele patru giroscoape din GP-B sunt cele mai perfecte sfere făcute vreodată de oameni. Aceste bile de cuarț fuzionat și siliciu au dimensiuni de 1,5 cm și nu variază niciodată de la o sferă perfectă cu mai mult de 40 de straturi atomice. Dacă giroscopii nu ar fi atât de sferici, axele lor de rotație s-ar ondula chiar și fără efectele relativității.
Conform calculelor, spațiul-timp răsucit în jurul Pământului ar trebui să facă ca axele gyros-ului să nu se abată doar la 0,041 de secunde de arc pe parcursul unui an. Un arcsecond este 1 / 3600th de grad. Pentru a măsura rezonabil acest unghi, GP-B a avut nevoie de o precizie fantastică de 0.0005 arcseconds. Este ca și cum am măsura grosimea unei foi de hârtie ținută la margine la 100 de mile distanță.
Cercetătorii GP-B au inventat tehnologii complet noi pentru a face acest lucru posibil. Ei au dezvoltat un satelit „fără glisare” care ar putea să se oprească împotriva straturilor exterioare ale atmosferei Pământului, fără a deranja giroscopii. Ei și-au dat seama cum să împiedici câmpul magnetic pământesc în afara navei spațiale. Și au racordat un dispozitiv pentru a măsura rotirea unui girot - fără a atinge giroul.
Eliminarea experimentului a fost o provocare excepțională. Mult timp și bani au fost pe linie, dar oamenii de știință GP-B par să fi făcut acest lucru.
„Nu au fost surprize majore” în performanța experimentului, spune profesorul de fizică Francis Everitt, investigatorul principal pentru GP-B la Universitatea Stanford. Acum, că preluarea datelor este completă, el spune că starea de spirit a oamenilor de știință GP-B este „mult entuziasm și este, de asemenea, realizarea faptului că o mulțime de muncă grea se mărește”.
O analiză atentă și minuțioasă a datelor este în curs de desfășurare. Oamenii de știință o vor face în trei etape, explică Everitt. În primul rând, vor analiza datele din fiecare zi a experimentului pe tot parcursul anului, verificând neregulile. În continuare, acestea vor împărți datele în bucăți de o lună aproximativ lună și, în sfârșit, vor privi întregul an. Procedând în acest fel, oamenii de știință ar trebui să poată găsi orice probleme pe care o analiză mai simplă le-ar putea lipsi.
În cele din urmă, oamenii de știință din întreaga lume vor examina datele. Everitt, spune „ne dorim ca cei mai strani critici să fie noi.”
Miza este mare. Dacă detectează vortexul, exact așa cum era de așteptat, înseamnă pur și simplu că Einstein avea dreptate, din nou. Dar dacă nu? S-ar putea să existe un defect în teoria lui Einstein, o mică discrepanță care anunță o revoluție în fizică.
În primul rând, însă, există o mulțime de date de analizat. Rămâneți aproape.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
