Астрономија без телескопа - Гравитациона сонда Б

Pin
Send
Share
Send

Постоји редак из ране епизоде Теорија Великог праска серије, у којој је Гравити Пробе Б описан као да је видео „увиде“ Еинстеиновог предвиђеног ефекта повлачења оквира. У стварности, није сасвим јасно да је експеримент успео да дефинитивно разликује ефекат повлачења оквира од позадинске буке коју стварају неке изузетно мале аберације у њеном систему детекције.

Без обзира да ли се то рачуна или не, повлачење оквира (наводно последње непровјерено предвиђање опће релативности) и гравитациона сонда Б постали су повезани у јавној свијести. Ево кратког примера о томе на шта Гравити Пробе Б може или не мора да се угледа.

Сателит Гравити Пробе Б лансиран је 2004. године и постављен је у поларну орбиту од 650 километара висине око Земље, а унутар њега се врте четири сферна жироскопа. Експериментални дизајн је предложио да у недостатку просторно-временске закривљености или повлачења оквира, ови жироскопи који се крећу у орбити слободног пада треба да се окрећу својом ос ротације, непогрешиво усклађену са удаљеном референтном тачком (у овом случају, звезда ИМ Пегаси) .

Да би се избегле било какве електромагнетне сметње из Земљиног магнетног поља, жироскопи су смештени у термо-боцу са оловом обложеном оловком, чија је шкољка била напуњена течним хелијумом. То је штитило инструменте од екстерних магнетних интерференција и хладноће омогућене суперпреводности унутар детектора дизајнираних да надгледају вртање жироскопа.

Као потисно средство користи се и споро истицање хелијума из тиквице. Да би осигурали да жироскопи остану у слободном паду у случају да сателит наиђе на било какав атмосферски притисак - сателит би могао да изврши минутно прилагођавање путање, у суштини летећи око жироскопа како би се осигурало да никада не ступе у контакт са страницама својих контејнера.

Сада, иако су жироскопи били у слободном паду - то је био слободан пад који се кретао около и око просторно-временске искривљене планете. Жироскоп који се креће константном брзином по прилично празном простору такође је у „бестежинском“ слободном паду - и од оваквог жироскопа могло би се очекивати да се врти у недоглед око своје осе, а да се та осовина никада не помера. Слично томе, под Невтоновом интерпретацијом гравитације - која је сила која делује на раздаљини између масивних објеката - не постоји ниједан разлог због којег би се и оси жироскопа у орбити слободног пада требало померати.

Али за жироскоп који се креће у Аинстеиновој интерпретацији стрмо закривљеног простора-времена које окружује планету, његова ос осе би требало да се „нагне“ у падину простора-времена. Дакле, преко једне пуне орбите Земље, осовина центрифуге ће се усмерити у нешто другачијем смеру од правца из којег је започела - погледајте анимацију на крају овог снимка. То се назива геодетски ефекат - а Гравити Сонда Б је ефективно доказала постојање овог ефекта на само 0,5% вероватноће да подаци показују нулти ефекат.

Али, не само што је Земља масивни објекат који закривљава простор и време, већ се и ротира. Та ротација би теоретски требала да створи повлачење простора-времена у који је Земља уграђена. Дакле, ово повлачење оквира требало би да повуче нешто што се креће у орбити напред у правцу ротације Земље.

Тамо где геодетски ефекат помера оси центрифуге поларног орбита у латитудиналном правцу - повлачење оквира (такође познато као ефекат трзаја осипа), требало би да га помера у уздужном смеру.

И ево где Гравити Сонда Б није баш испоручила. Откривено је да геодетски ефекат помера оси спиновања жироскопа за 6.606 миљаркута у години, док се очекује да ће ефекат повлачења оквира померити за 41 милиарке секунди у години. Овај много мањи ефекат тешко је разликовати од позадинске буке која настаје минутним несавршеностима које постоје унутар самих жироскопа. Два кључна проблема су очигледно промена путање полходе и већа од очекиване манифестације њујтонског жиро-момента - или рецимо само да су упркос најбољим напорима жироскопи и даље мало променили.

У току је рад на напорном извлачењу очекиваних података од интереса из записа о бучним подацима, путем низа претпоставки које би још могле бити предмет даљње расправе. Извештај из 2009. године храбро је то тврдио ефект повлачења оквира сада је јасно видљив у обрађеним подацима - мада се вероватноћа да подаци представљају нулти ефекат негде другде износи 15%. Тако да је можда угледани за сада бољи опис.

Успут, Гравити Пробе А лансирана је још 1976. године - и за двосатну орбиту ефективно је потврдила Еинстеинова предвиђања црвеног померања на 1,4 дела у 10 000. Или, рецимо, показало се да сат на висини од 10 000 км ради знатно брже од сата на земљи.

Додатна литература: Гравити Пробе Б експеримент укратко.

Pin
Send
Share
Send

Погледајте видео: Eyes on the Skies Full movie (Новембар 2024).