Правда Ейнштейна: ОТО ж!

Робота «гравітаційного» орбітального зонда вкотре з високою точністю підтвердила справедливість ейнштейнівської Загальної Теорії Відносності.


750-мільйонний проект Gravity Probe B увінчався новим тріумфом ідей Ейнштейна: проведені ним надточні вимірювання повністю збіглися з теоретичними передбаченнями Загальної Теорії Відносності (ОТГ), що трактує гравітаційну взаємодію, як викривлення просторово-тимчасового континууму під дією маси.


Зонд пропрацював на орбіті в цілому 17 місяців, починаючи з 2004 р., подорожуючи від одного земного полюса до іншого і назад. При цьому він фіксував два цікавих слідства ОТГ. Перший - т. зв. ефект де Сіттера, або геодезична прецесія, яка полягає в відхиленні осі обертового тіла (в даному випадку - розташованого на борту супутника гіроскопа), що рухається в викривленому гравітацією просторі-часу.

Другий наслідок з рівнянь Ейнштейна, яке досліджував Gravity Probe B, називається ефектом Лензе - Тіррінга і виникає як результат ледь помітного закручування простору-часу, що захоплюється за собою масою обертової Землі. Уявіть собі паличку, що обертається в густому меду: навколишні шари меду будуть захоплюватися її рухом, приблизно як і в нашому випадку. Цей ефект також показаний з високою точністю, хоча величина його і на порядки менше, ніж навіть у геодезичної прецесії.

Для проведення надточних вимірювань зонд стежив за найдрібнішими відхиленнями осей обертання чотирьох розташованих на борту гіроскопів, використовуючи як нерухомий орієнтир одну із зірок. Геодезична прецесія при русі полярною орбітою призводила до легких відхилень у площині самої орбіти, а ефект Лензе - Тіррінга - в перпендикулярній. Зауважимо, що ці гіроскопи, які здійснювали 5 тис. оборотів на хвилину, можна назвати справжнім дивом; спеціально для них з кварцу були виготовлені чи не найбільш рівні сфери в історії людства: при розмірах приблизно з м'ячик для пінг-понгу величина нерівностей на них не перевищувала декількох атомних шарів. Якщо подумки збільшити ці кулі до розмірів всієї нашої планети, «гори» і «западини» на них не перевищать 3 м.

Покрив сфери надпровідним ніобієм, який при обертанні створював зручне для вимірювань магнітне поле, вчені і мали намір проводити надточні спостереження. Однак все одно найдрібніші неоднорідності в гіроскопах вторглися в ці плани: електростатичні заряди в ніобієвому шарі робили сфери з точки зору електромагнетизму далеко не такими округлими, як з точки зору геометрії. Тому, незважаючи на те, що самі експерименти були завершені кілька років тому (тоді ми писали про це в замітці «Кулі в космосі»), деякий час пішов на пошуки методів нівелювати всі ці систематичні ефекти і довести результати вимірювань до належної точності.

За прес-релізом Stanford University

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND