 |
Статьи по астрономии
|
|
|
|
Рассылка
|
|
|
Голосование
|
|
|
|
Реклама
|
|
|
|
|
|
|
Главная
Статьи
Статьи NASA на русском
|
Пространственно-временной вихрь
|
13 12/05
|
|
Рубрика:
Статьи NASA на русском
Автор:
NASA
|
Просмотров: 74
Оригинальная версия»
|
|
|
|
Космический гравитационный зонд В (Gravity Probe B), запущенный НАСА, собрал все данные, необходимые физикам для проверки необычного предположения, основанного на теории относительности Эйнштейна.
Находится ли Земля в пространственно-временном вихре?
Совсем скоро мы получим ответ...
|
|
Ведь в течение года в рамках физического эксперимента под названием «Космический гравитационный зонд В» (GP-B), осуществляемого НАСА и Стэндфордским университетом, проходил сбор научных данных на орбите Земли.
Результаты, для анализа которых потребуется еще один год, должны открыть нам форму пространства-времени, в котором находится Земля и, возможно, его вихревой характер.
Время и пространство, согласно теории относительности Эйнштейна, сплетаются вместе, формируя четырехмерную структуру, называемую «пространство-время». Земля, в силу своей огромной массы, делает углубление в этой структуре, подобно тому, как человек с большим весом деформирует батут, в центре которого он сидит. По словам Эйнштейна, гравитация - это всего лишь движение объектов по изогнутым линиям такого углубления.
Если бы Земля была неподвижна, на этом можно было бы и закончить. Однако Земля не является неподвижной. Наша планета вращается, и вследствие ее вращения такое углубление должно слегка скручиваться, образовывая четырехмерное завихрение. Именно для того, чтобы проверить это предположение, GP-B и был запущен в космос.
Фото вверху: Общий вид скрученной структуры «пространство-время» вокруг Земли.
Идея, лежащая в основе эксперимента, проста:
Необходимо поместить на орбите Земли вращающийся гироскоп, ось вращения которого будет обращена по направлению к некоторой удаленной звезде, которая будет служить своего рода неподвижным опорным ориентиром. При отсутствии внешних сил ось гироскопа будет постоянно указывать на эту звезду. Однако же, если пространство скручивается, то и направление оси гироскопа будет со временем смещаться. Фиксируя изменения в направлении оси по отношению к звезде, можно измерить скручивание пространства-времени.
Однако осуществить этот эксперимент на практике чрезвычайно трудно.
Четыре гироскопа GP-B имеют самую идеальную сферическую форму, которой когда-либо мог добиться человек. Эти шарики размером с мячик для пинг-понга, выполненные из плавленого кварца с кремнием, диаметр которых составляет 1,5 дюйма, от идеальной сферы отличаются не более чем на 40 атомных слоев. Если бы сферическая форма гироскопов не была такой идеальной, их оси вращения смещались бы даже при отсутствии эффекта скручивания, предсказанного на основе теории относительности.
Согласно расчетам, скручивающееся вокруг Земли пространство-время должно вызывать смещение осей гироскопов лишь на 0,041 секунд дуги в год. Одна секунда дуги равна 1/3600 доле градуса. Для того чтобы измерить этот угол достаточно точно, GP-B должен быть способен производить измерения с точностью до 0,0005 секунды дуги. Это все равно, что измерить толщину листа бумаги, установленного ребром на расстоянии 100 миль.
Исследователи, осуществляющие проект GP-B, создали совершенно новые технологии для того, чтобы сделать это возможным. Они создали спутник с компенсацией лобового сопротивления, при прохождении которого через внешние слои атмосферы Земли настройка гироскопов не сбивалась. Исследователи рассчитали, как не допустить проникновения магнитного поля Земли в космический аппарат. А еще они изобрели устройство, позволяющее измерить параметры вращения гироскопа, не прикасаясь к нему.
Выполнение задач, поставленных перед экспериментаторами, было исключительно трудновыполнимым. Было потрачено много времени и денег, однако ученые, осуществляющие проект GP-B, кажется, справились с ней.
Один из сферических гироскопов Космического гравитационного зонда В.
«При осуществлении эксперимента мы не столкнулись с какими-либо особыми неожиданностями», - говорит профессор физики Фрэнсис Эверитт, Ответственный исследователь по проекту GP-B от Стэнфордского университета. Сейчас, когда этап сбора данных завершен, группу ученых, осуществляющих проект GP-B, по его словам, «переполняет энтузиазм и, вместе с тем, осознание того, что впереди нас ждет еще очень много тяжелой и усердной работы».
Уже начался тщательный, вдумчивый анализ собранных данных. Как пояснил Эверитт, ученые выполнят его в три этапа. Сначала они проанализируют данные по каждому дню эксперимента, длившегося год, проверяя их на наличие отклонений. Затем они разобьют весь массив данных приблизительно по месяцам и, наконец, произведут общий анализ данных за целый год. Такой способ анализа позволит ученым обнаружить проблемы, которые могут быть упущены при более простом анализе данных.
В итоге, ученые всего мира подвергнут эти данные пристальному рассмотрению. Эверитт говорит: «Мы хотели бы, чтобы самыми суровыми критиками были мы сами».
Ставки высоки. Если, как и предполагалось, они обнаружат вихрь, это будет означать лишь то, что Эйнштейн снова был прав. А что, если нет? Ведь в теорию Эйнштейна могла закрасться ошибка, крошечная неточность, которая могла бы предвещать революцию в физике.
Хотя, прежде для этого предстоит осуществить анализ огромного массива данных. Следите за нашими дальнейшими сообщениями.
Ознакомиться с оригинальной версией можно здесь
Переводчик: Ольга Карплюк (Бюро переводов "Гольфстрим")
Права на статью, а также фотографические и иные материалы к ней принадлежат NASA
Перевод статьи осуществлен Бюро переводов "Гольфстрим" и размещен на сайте с разрешения NASA
Права на перевод принадлежат ООО "Гольфстрим+"
Копирование перевода статьи, а также фотографических и иных материалов к ней, в целях размещения на иных сайтах в сети интернет, а также для издания и распространения в бумажном варианте, в том числе, но не исключая иного, в журналах, газетах, книгах и прочее, возможно только с разрешения ООО "Гольфстрим+", по согласованию с NASA. |
|
|
|