Международен екип от НАСА и университетски изследователи откриха първите преки доказателства, че Земята влачи пространство и време около себе си, докато се върти.
Изследователите смятат, че са измерили ефекта, предсказан за първи път през 1918 г., като са използвали теорията на общата относителност на Айнщайн, като са наблюдавали точно изместване в орбитите на два спътника в орбита на Земята в орбита. Изследователите наблюдават орбитите на сателит I за лазерна геодинамика (LAGEOS I), космически кораб на НАСА и LAGEOS II, съвместен космически кораб НАСА / Италианската космическа агенция (ASI).
Изследването, отчетено в списанието Nature, е първото точно измерване на причудлив ефект, който предсказва, че въртяща се маса ще влачи пространство около него. Ефектът на трептене на обектива е известен още като влачене на рамка.
Екипът беше ръководен от д-р Игнацио Сиуфолини от Университета в Лече, Италия, и д-р Ерикос С. Павлис от Съвместния център за технология на земната система, научноизследователско сътрудничество между Центъра за космически полети на Годдард от NASA, Greenbelt, Md. Университет на окръг Мериленд Балтимор.
„Общата относителност прогнозира, че масивните въртящи се обекти трябва да влачат пространство-време около себе си, докато се въртят“, каза Павлис. „Плъзгането на рамка е като това, което се случва, ако топка за боулинг се завърти в гъста течност, като меласа. Докато топката се върти, тя дърпа меласата около себе си. Всичко, което е заседнало в меласата, също ще се движи около топката. По същия начин, докато Земята се върти, тя дърпа пространство-време в близост около себе си. Това ще измести орбитите на спътници в близост до Земята. " Проучването е продължение на по-ранната работа през 1998 г., където екипът на авторите съобщава за първото пряко откриване на ефекта.
Предишното измерване беше много по-малко точно от текущата работа, поради неточности в наличния тогава гравитационен модел. Данните от мисията на НАСА GRACE позволиха значително подобряване на точността на новите модели, което направи възможно този нов резултат.
„Установихме, че равнината на орбитите на LAGEOS I и II се измества около шест фута (два метра) годишно в посока на въртенето на Земята“, каза Павлис. „Нашето измерване е в съответствие с 99 процента от прогнозираното от общата относителност, което е в границите на грешката от плюс или минус пет процента. Дори грешките на гравитационния модел да бъдат изключени два или три пъти официално цитираните стойности, измерването ни все още е точно до 10 процента или по-добре. “ Бъдещите измервания от Gravity Probe B, космически кораб на НАСА, стартиран през 2004 г., трябва да намалят тази граница на грешка до по-малко от един процент. Това обещава да разкаже на изследователите много повече за участващата физика.
Екипът на Ciufolini, използвайки спътниците LAGEOS, преди това наблюдава ефекта Lense-Thirring. Наскоро се наблюдава около далечни небесни обекти с интензивни гравитационни полета, като черни дупки и неутронни звезди. Новото изследване около Земята е първото пряко и прецизно измерване на това явление на ниво от пет до 10 процента. Екипът анализира 11-годишен период на лазерни данни от спътниците LAGEOS от 1993 до 2003 г., използвайки метод, разработен от Ciufolini преди десетилетие.
Измерванията наложиха използването на изключително точен модел на земното гравитационно поле, наречен EIGEN-GRACE02S, който стана достъпен едва наскоро, въз основа на анализ на данните на GRACE. Моделът е разработен в GeoForschungs Zentrum Potsdam, Германия, от група, която е главни изследователи на мисията GRACE, заедно с Центъра за космически изследвания на Тексаския университет в Остин.
LAGEOS II, лансиран през 1992 г., а неговият предшественик, LAGEOS I, лансиран през 1976 г., са пасивни сателити, посветени изключително на лазерно разстояние. Процесът включва изпращането на лазерни импулси към спътника от радиостанции на Земята и след това записване на времето за пътуване в обиколка. Като се има предвид известната стойност за скоростта на светлината, това измерване позволява на учените да определят точно разстоянията между лазерните станции на Земята и спътника.
НАСА и Университетът Станфорд, Пало Алто, Калифорния, разработиха гравитационна сонда Б. Тя ще провери прецизно промените в посоката на въртене на четири жироскопа, съдържащи се в спътник на Земята, обикалящ около 400 мили директно над полюсите. Експериментът ще тества две теории, свързани с Теорията на общата относителност на Айнщайн, включително ефекта на трептене на чувствителността. Тези ефекти, макар и малки за Земята, имат далечни последици за естеството на материята и структурата на Вселената.
Оригинален източник: NASA News Release
