Вчені зі Стенфордського університету і НАСА завершили обробку даних із супутника Gravity Probe B.

Зонд, запущений в квітні 2004 року, повинен був перевірити два передбачення загальної теорії відносності – ефект де Ситтера і ефект Ленза – Тіррінга. Перший, званий ще геодезичної прецесією, реєструється як зміна напрямку осі обертового тіла (гіроскопа), що рухається у викривленому центральної масою – Землею – просторі-часі. Проявом більш тонкого ефекту Ленза – Тіррінга також може служити зсув осі гіроскопа, але викликано воно буде не власне присутністю центрального масивного об'єкта, а його обертанням.

Ідея експерименту Gravity Probe B, запропонована в шістдесятих роках минулого століття, відносно проста, але на її реалізацію, як бачимо, пішли десятки років. На борту зонда було встановлено чотири гіроскопи зі сферичними роторами з кварцового скла, діаметр яких становив 3,8 см. Найвища точність виготовлення дала вражаючий результат: при збільшенні сфер до розмірів Землі вершина їх найвищого пагорба перебувала б лише у трьох метрах над поверхнею. Ротори були покриті ніобієм, який підтримувався в надпровідному стані.

Практично ідеальна сфера (фото Don Harley).

Гіроскопи розкручувалися так, щоб їх осі збігалися з віссю апарату, орієнтованого на зірку HR8703 в сузір'ї Пегаса і зберігає заданий напрям. Основою вимірювальної методики став квантовомеханічний ефект створення обертовим надпровідником магнітного поля, жорстко «прив'язаного» до осі обертання. Роль детекторів цього поля, яке зберігає дані про орієнтацію роторів і її можливі зміни, грали чутливі СКВІД-магнітометри.

Експериментальну інформацію Gravity Probe B зібрав вже в 2005 році, але її обробка затягнулася. Розбираючись з сильно «зашумленими» даними і вводячи необхідні поправки, вчені в 2007 році зуміли підтвердити реальність ефекту де Ситтера. Тепер, чотирма роками пізніше, був перевірений і ефект Ленза – Тіррінга.

Варто сказати, що результати місії Gravity Probe B багато хто вважає незадовільними. «Держава виділила на неї 760 млн доларів, – нагадує співробітник Університету штату Луїзіана Роберт О'Коннелл (Robert O'Connell). – І мені здається, що ці гроші були витрачені даремно. Вони [наукова група Gravity Probe B] лише підтвердили те, що вже було відомо ». Тут пан О'Коннелл посилається на завершений в 2004 році експеримент з використанням супутників LAGEOS, в якому також досліджувався ефект Ленза – Тіррінга. Передбачалося, що Gravity Probe B представить набагато більш точні дані, але він в результаті не добрався навіть до рівняLAGEOS.

Збірка Gravity Probe B (фото Stanford University).

Розрахункові відхилення осі гіроскопа (ілюстрація Bob Kahn / Gravity Probe B / Stanford University).

За матеріалами: НАСА

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?