Изследователите потвърдиха две прогнози за общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, завършвайки един от най-продължителните проекти на НАСА. Първият е геодезическият ефект, или изкривяването на пространството и времето около гравитационното тяло. Второто е влачене на рамка, което е сумата, която въртящият се предмет дърпа пространство и време с него, докато се върти.
Gravity Probe-B определи и двата ефекта с безпрецедентна точност, като посочи една-единствена звезда, IM Pegasi, докато е в полярна орбита около Земята. Ако гравитацията не повлияе на пространството и времето, жироскопите на GP-B ще сочат в същата посока завинаги, докато са в орбита. Но в потвърждение на теориите на Айнщайн, жироскопите преживели измерими, минутни промени в посоката на въртенето си, докато земната гравитация ги придърпа към тях.
Проектът, както се работи в продължение на 52 години.
Резултатите са онлайн в списанието Physical Review Letters.
„Представете си Земята така, сякаш е потопена в мед“, казва Франсис Еверит, главен изследовател на Gravity Probe-B в Станфордския университет. „Докато планетата се върти, медът около нея ще се завърти и това е същото с пространството и времето“, „GP-B потвърди две от най-дълбоките прогнози на Вселената на Айнщайн, имащи далечни последици от изследванията на астрофизиката. По същия начин, десетилетията на технологичните иновации, стоящи зад мисията, ще имат трайно наследство на Земята и в Космоса. "
НАСА започва разработването на този проект, започвайки през есента на 1963 г. с първоначално финансиране за разработване на експеримент с жироскоп на относителността. Последвалите десетилетия на развитие доведоха до новаторски технологии за контрол на екологичните нарушения на космическите кораби, като аеродинамично съпротивление, магнитни полета и термични изменения. Звездният тракер и жироскопи на мисията бяха най-прецизните, проектирани и произведени някога.
GP-B приключи своите операции по събиране на данни и бе изведен от експлоатация през декември 2010 г.
„Резултатите от мисията ще имат дългосрочно въздействие върху работата на теоретичните физици“, казва Бил Данчи, старши астрофизик и програмен учен в централата на НАСА във Вашингтон. „Всяко бъдещо предизвикателство пред теориите за обща относителност на Айнщайн ще трябва да търси по-прецизни измервания от извършената забележителна работа GP-B.“
Иновациите, разрешени от GP-B, са използвани в GPS технологиите, които позволяват на самолетите да кацат без помощ. В мисията на НАСА Cosmic Background Explorer бяха приложени допълнителни GP-B технологии, които точно определиха фоновото излъчване на Вселената. Това измерване е в основата на теорията за големия взрив и доведе до Нобеловата награда за физика на НАСА Джон Матер.
Сателитната концепция без плъзгане, въведена от GP-B, направи възможен редица спътници за наблюдение на Земята, включително експеримента за възстановяване на гравитацията и климата на НАСА и полето за гравитация на Европейската космическа агенция и стационарен изследовател на циркулацията на океана. Тези спътници осигуряват най-точните измервания на формата на Земята, критични за прецизната навигация по сушата и морето и разбиране на връзката между океанската циркулация и климатичните модели.
GP-B също напредна границите на знанията и предостави практическа площадка за обучение на 100 докторанти и 15 кандидати за магистърска степен в университети в Съединените щати. Над 350 студенти и над четири десетки гимназисти също са работили по проекта с водещи учени и космически инженери от индустрията и правителството. Една студентка, която работи на GP-B, стана първата жена космонавт в космоса, Sally Ride. Друг беше Ерик Корнел, който спечели Нобеловата награда по физика през 2001 г.
„GP-B допълва базата от знания за относителността по важни начини и нейното положително въздействие ще се усети в кариерата на студенти, чието образование е обогатено по проекта“, казва Ед Уайлър, асоцииран администратор на дирекция „Научна мисия“ в централата на НАСА.
Източници: НАСА, Станфордски университет
