Епично проучване потвърждава Айнщайн за пространствено-времевия вихър около Земята

Айнщайн беше прав: Етоечетириизмерен пространствено-времеви вихър около Земята и въртенето на Земятаправиусукване пространство-време.


Това според НАСА, в съобщение, направено 52 години след като учените за първи път са си представили как да тестват теорията на Айнщайн за пространството-време-преди технологията за тестване дори да е била измислена. НАСА обяви потвърждение на четиримерния космически-времеви вихър около Земята на 4 май 2011 г.

Какво означава? Както Айнщайн предлага в своята обща теория на относителността, публикувана през 1916 г., гравитацията може да бъде описана като движение на обекти, следващи извити линии в пространството - или по -скорокосмическо време, както Айнщайн го изобразява по -точно. Извитите линии са причинени от наличието на маса, например нашата Земя или слънце. С други думи, според Айнщайн, масата причинява изкривяване на пространството-време. Обекти, движещи се в близост до тази маса, се търкалят към нея, подобно на топка, която се търкаля към тежък човек, седнал на батут. Нещо повече, докато Земята се върти, това трябва да предизвика обрат в тъканта на пространството-време. Сондата за тежест B (GP-B) на НАСА потвърди тези две ключови прогнози, получени от общата теория на относителността на Алберт Айнщайн. Констатациите са онлайн в списаниетоПисма за физически преглед.


Художествена концепция на сондата за гравитация В, която обикаля около Земята за измерване на пространството-време, четириизмерно описание на Вселената, включително височина, ширина, дължина и време. Кредит на изображението: НАСА

Физикът от Станфордския университет Франсис Еверит, главен изследовател на мисията Gravity Probe B, каза:

Пространството-времето около Земята изглежда е изкривено точно както предвижда общата теория на относителността.

Клифърд Уил от Вашингтонския университет в Сейнт Луис и експерт по теориите на Айнщайн, каза:




Това е епичен резултат. Един ден това ще бъде записано в учебниците като един от класическите експерименти в историята на физиката. Според комисията, която председателствам, това усилие беше наистина героично. Просто бяхме издухани.

GP-B стартира през 2004 г., създаден специално за този тест. Експериментът използва четири свръхпрецизни жироскопа за измерване на хипотезатагеодезически ефект, изкривяване на пространството и времето около гравитационно тяло, иплъзгане на рамка, степента, до която въртящият се обект привлича пространството и времето със себе си, докато се върти. GP-B определи двата ефекта с безпрецедентна прецизност, като посочи една звезда, IM Pegasi, докато е в полярна орбита около Земята. Ако гравитацията не повлия на пространството и времето, жироскопите на GP-B щяха да сочат в една и съща посока завинаги, докато са на орбита. Но в потвърждение на теориите на Айнщайн, жироскопите претърпяха измерими, незначителни промени в посоката на въртенето си, докато гравитацията на Земята ги дръпна.

Франсис Еверит, главен изследовател на GP-B в Станфордския университет, обясни:

Представете си Земята, сякаш е потопена в мед. Докато планетата се върти, медът около нея ще се върти и същото е с пространството и времето. GP-B потвърди две от най-задълбочените прогнози за Вселената на Айнщайн, имащи далечни последици в астрофизичните изследвания. По същия начин десетилетията на технологични иновации зад мисията ще имат трайно наследство на Земята и в космоса.


GP-B е един от най-продължителните проекти в историята на НАСА. Изследователите трябваше да разработят изцяло нови технологии-някои от най-точните и усъвършенствани досега-за да запазят жироскопите без колебания, докато спътникът преговаряше земната атмосфера и магнитното поле, като през цялото време трябваше да измерва въртенето на жироскопа, без да го докосва. За да се измерват малките ъгли, предвидени от теорията на Айнщайн, жироскопът трябваше да бъде такъв, чиято ос на въртене няма да се отдалечи от началната си точка с повече от сто милиардна част от градуса всеки час, когато се върти.

Жиро роторите GP-B, с размерите на топки за пинг-понг и изработени от чист разтопен кварц, покрит с ниобий, сега са включени в базата данни на Гинес за световните рекорди като най-кръглите обекти, правени някога, оформени по сферичност само от неутронни звезди. Кредит на изображението: Станфорд

Десетилетията на иновации включват огромен брой хора и доведоха до забележителни постижения и революционни технологии:

  • GP-B осигури полигон за 100 докторанти и 15 кандидати за магистърска степен в университети в Съединените щати. Над 350 студенти и повече от четири дузини гимназисти също са работили по проекта с водещи учени и космически инженери от индустрията и правителството. Един студент, който е работил по GP-B, стана първата американска жена в космоса, Сали Райд. Друг беше Ерик Корнел, който спечели Нобелова награда за физика през 2001 г.
  • Звездният тракер и жироскопите на мисията бяха най -прецизните, проектирани и произведени някога.
  • Учените са разработили технологии за контрол на екологичните смущения на космическите кораби.
  • Иновациите на GP-B подобряват GPS технологиите, които позволяват на самолетите да кацат без помощ.
  • Мисията на НАСА Cosmic Background Explorer прилага GP-B технологии, точно определяйки фоновото излъчване на Вселената. Това измерване е в основата на теорията за големия взрив и доведе до Нобелова награда за физика от НАСА Джон Матер.
  • Концепцията за спътник без плъзгане направи възможен редица спътници за наблюдение на Земята. Те осигуряват най -прецизните измервания на формата на Земята, критични за прецизната навигация по суша и море и за разбиране на връзката между циркулацията на океана и моделите на климата.

Странните предсказания на теорията на Айнщайн могат да бъдат приложени другаде във Вселената, тъй като пространствено-времевият вихър около Земята ще присъства около черни дупки, масивни неутронни звезди и активни галактически ядра.


Резюме: Учените потвърдиха две от най -дълбоките предсказания на Айнщайн за Вселената - които те нарекохагеодезически ефектиплъзгане на рамка. С други думи, има потвърждение за четириизмерен пространствено-времеви вихър около Земята, който се усуква, докато Земята се върти. Сателитът на НАСА Gravity Probe B направи потвърждението с помощта на жироскопи, насочени към звездата IM Pegasi, докато е в полярна орбита около Земята.

Чрез НАСА
Чрез научните новини на НАСА
През Станфорд
Сонда за гравитация B
Гравитационна сонда В - Тестване на Вселената на Айнщайн
Физиците откриват нов начин да визуализират изкривено пространство и време
Може ли гравитацията на Земята да улови астероид?