Уметников концепт искривљеног простора-времена око Земље. Кредитна слика: НАСА. Кликните за увећање
Да ли је Земља у вртлогу простор-времена?
Ускоро ћемо знати одговор: НАСА / Станфорд физички експеримент под називом Гравити Пробе Б (ГП-Б) недавно је завршио годину дана прикупљања научних података на земаљској орбити. Резултати, за које ће требати још једна година да се анализирају, требало би да открију облик простор-времена око Земље - и, вероватно, вртлог.
Вријеме и простор, према Еинстеиновој теорији релативности, испреплетени су, творећи четверодимензионалну тканину која се назива „простор-време“. Огромна маса Земље затамњује ову тканину, слично као тешка особа која је стајала усред трамполина. Гравитација, каже Ајнштајн, је једноставно кретање објеката који прате кривудаве линије рупице.
Да је Земља непомична, то би био крај приче. Али Земља није стационарна. Наша планета се врти, а центрифуга би требало да благо уврне рупицу, повлачећи је око себе у четверодимензионални вртлог. Ово је ГП-Б отишао у свемир да провери
Идеја експеримента је једноставна:
Ставите вртоглави жироскоп у орбиту око Земље, са осом окретања окренутом према некој далекој звезди као фиксној референтној тачки. Ослобођен од спољних сила, ос жироскопа требало би да настави да усмери звезду заувек. Али ако је простор искривљен, правац осе жироскопа би требало да се временом помера. Примјећујући ову промјену смјера у односу на звијезду, могу се мјерити завоји простор-времена.
У пракси је експеримент изузетно тежак.
Четири жироскопа у ГП-Б најсавршеније су сфере које је човек икада направио. Ове куглице од таљеног кварца и силицијума величине пинг понг-а имају 1,5 инча и никада се не разликују од савршене сфере за више од 40 атомских слојева. Да жироскопи не би били тако сферични, њихове би се осе вртеле и без ефеката релативности.
Према прорачунима, искривљени простор-време око Земље требало би да проузрокује да оси жироскопа једва падају 0,041 арсекунде током године. Арцсекунда је 1/3600 степена. Да би разумно измерио овај угао, ГП-Б је требало фантастичну прецизност од 0,0005 арсекунди. То је попут мерења дебљине листа папира који се држи ивицом удаљеном 100 миља.
Истраживачи ГП-Б измислили су потпуно нове технологије како би ово омогућили. Они су развили „драг фрее“ сателит који би могао да погоди спољне слојеве Земљине атмосфере без да нарушава жироскопе. Смислили су како да спрече продирање магнетног поља на Земљу изван свемирског брода. И измислили су уређај за мерење вртења жироскопа - без додиривања жироскопа.
Извлачење експеримента било је изузетан изазов. Доста времена и новца је било на линији, али изгледа да су научници ГП-Б то и урадили.
„У извођењу експеримента није било већих изненађења“, каже професор физике Францис Еверитт, главни истраживач ГП-Б Универзитета Станфорд. Сада када је прикупљање података завршено, каже да је расположење међу ГП-Б научницима „пуно ентузијазма, а сазнање је и да је пред нама много мучног напорног рада“.
У току је пажљива и темељна анализа података. Научници ће то радити у три фазе, објашњава Еверитт. Прво ће прегледати податке сваког дана целогодишњег експеримента, проверавајући неправилности. Затим ће податке разбити у отприлике месец дана, и коначно ће прегледати целу годину. Радећи на овај начин, научници би требали бити у могућности да пронађу проблеме због којих би могла пропустити једноставнија анализа.
На крају ће научници широм света прегледати податке. Каже Еверитт, „желимо да ми будемо најстрожи критичари.“
Улози су велики. Ако открију вртлог, тачно онако како се и очекивало, то једноставно значи да је Ајнштајн опет био у праву. Али шта ако не ураде? Могла би бити мана у Аинстеиновој теорији, малени несклад који најављује револуцију у физици.
Прво, међутим, постоји пуно података за анализу. Будите у току.
Изворни извор: НАСА Невс Релеасе
