NASA ja ülikooli teadlaste rahvusvaheline meeskond on leidnud esimesed otsesed tõendid selle kohta, et Maa lohistab pöörledes enda ümber ruumi ja aega.
Teadlaste arvates on nad mõõtnud efekti, mida ennustati esmakordselt 1918. aastal, kasutades Einsteini üldrelatiivsusteooriat, jälgides täpselt kahe Maakera tiirleva laserskaalaga satelliidi orbiidide nihkeid. Teadlased vaatlesid NASA kosmoselaeva Laser Geodünaamika Satelliidi I (LAGEOS I) ja NASA ja Itaalia kosmoseagentuuri (ASI) ühise kosmoselaeva LAGEOS II orbiite.
Ajakirjas Nature kajastatud uurimistöö on esimene veider efekti täpne mõõtmine, mis ennustab, et pöörlev mass tõmbab selle ümber ruumi. Lense-Thirringi efekti tuntakse ka kui kaadri lohistamist.
Meeskonda juhtisid dr Ignazio Ciufolini Itaalia Lecce ülikoolist ja dr Erricos C. Pavlis Maakera süsteemitehnoloogia ühiskeskusest, mis on NASA Goddardi kosmoselennukeskuse, Greenbelt, MD, ja teaduskoostöö vahel. Marylandi ülikool Baltimore'i maakond.
"Üldrelatiivsus ennustab, et massiivsed pöörlevad objektid peaksid pöörlemisel liikuma ruumi-aja ümber," ütles Pavlis. „Raami lohistamine on nagu see, mis juhtub, kui keeglikuul keerleb paksu vedeliku kujul, näiteks melass. Kui pall keerleb, tõmbab see melassi enda ümber. Kõik, mis on melassi kinni jäänud, liiguvad ka palli ümber. Samamoodi tõmbab Maa pöörledes kosmoseaega enda ümber enda ümber. See nihutab Maa lähedal satelliitide orbiite. ” Uuring on jätk varasemale 1998. aastal tehtud tööle, kus autorite meeskond teatas mõju esimesest otsesest avastamisest.
Eelmine mõõtmine oli praegusest tööst palju ebatäpsem, kuna ebatäpsused olid sellel ajal saadaval olnud gravitatsioonimudelis. NASA GRACE missiooni andmed võimaldasid uute mudelite täpsust märkimisväärselt parandada, mis tegi selle uue tulemuse võimalikuks.
"Leidsime, et LAGEOS I ja II orbiitide lennukit nihutatakse Maa pöörde suunas umbes kuus jalga (kaks meetrit) aastas," ütles Pavlis. „Meie mõõtmised vastavad 99 protsendile üldrelatiivsuse ennustatuga, mis jääb meie vigade vahemikku pluss või miinus viis protsenti. Isegi kui gravitatsioonimudeli vead on kaks või kolm korda suuremad kui ametlikult noteeritud väärtused, on meie mõõtmine siiski 10 protsenti või parem. " 2004. aastal turule lastud NASA kosmoselaeva Gravity Probe B tulevased mõõtmised peaksid vähendama seda veamarginaali vähem kui ühe protsendini. See lubab teadlastele rääkida palju rohkem seotud füüsikast.
Ciufolini meeskond, kes kasutas satelliite LAGEOS, vaatas varem Lense-Thirringi efekti. Hiljuti on seda täheldatud kaugete taevaobjektide, kus on intensiivsed gravitatsiooniväljad, nagu mustad augud ja neutronitähed, ümbruses. Uus uuring Maa ümber on selle nähtuse esimene otsene ja täpne mõõtmine viie kuni 10 protsendi tasemel. Töörühm analüüsis LAGEOS-i satelliitide 11-aastast laservahemiku andmeid ajavahemikul 1993–2003, kasutades meetodit, mille Ciufolini töötas välja kümme aastat tagasi.
Mõõtmiste jaoks oli vaja kasutada Maa gravitatsioonivälja äärmiselt täpset mudelit EIGEN-GRACE02S, mis sai GRACE andmete analüüsi põhjal alles hiljuti kättesaadavaks. Selle mudeli töötas välja GeoForschungs Zentrum Potsdamis, Saksamaal, grupp, kes on GRACE-missiooni kaasuurijad koos Austini Texase ülikooli kosmoseuuringute keskusega.
LAGEOS II, mis käivitati 1992. aastal, ja selle eelkäija LAGEOS I, mis käivitati 1976. aastal, on passiivsed satelliidid, mis on pühendatud ainult laserraadiustele. Protsess hõlmab laserimpulsside saatmist satelliidile Maa maapealsetest jaamadest ja seejärel edasi-tagasi sõiduaja registreerimist. Arvestades valguse kiiruse teadaolevat väärtust, võimaldab see mõõtmine teadlastel täpselt määrata kaugused Maa peal asuvate laserkiirgusjaamade ja satelliidi vahel.
NASA ja Stanfordi ülikool, Californias Palo Alto töötasid välja gravitatsioonisondi B. See kontrollib täpselt nelja güroskoobi keerdumissuunas, mis paiknevad Maa satelliidil, mis tiirleb 400 miili ringis otse pooluste kohal. Katsega katsetatakse kahte Einsteini üldise relatiivsusteooria teooriaga seotud teooriat, sealhulgas objektiivi tirisevat efekti. Need mõjud, ehkki Maa jaoks väikesed, omavad kaugeleulatuvat mõju mateeria olemusele ja universumi struktuurile.
Algne allikas: NASA pressiteade
