Tutkijat ovat vahvistaneet kaksi ennustetta Albert Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta ja päättäneet yhden NASA: n pisimmän projektin. Ensimmäinen on geodeettinen vaikutus tai tilan ja ajan vääntyminen painovoimakappaleen ympärillä. Toinen on kehyksen vetäminen, joka on määrä, jonka pyörivä esine vetää tilaa ja aikaa sen mukana pyöriessään.
Painovoima-anturi-B määritteli molemmat vaikutukset ennennäkemättömällä tarkkuudella osoittamalla yhteen tähteen, IM Pegasiin, ollessaan polaarisella kiertoradalla Maan ympärillä. Jos painovoima ei vaikuttanut tilaan ja aikaan, GP-B: n gyroskoopit osoittaisivat samaan suuntaan ikuisesti samalla kiertoradalla. Mutta vahvistaakseen Einsteinin teorioita gyroskoopit kokivat mitattavia, pieniä muutoksia spin-suunnassaan, kun taas Maan painovoima veti niitä.
Projekti on ollut töissä 52 vuotta.
Tulokset löytyvät verkossa Physical Review Letters -lehdessä.
"Kuvittele maata ikään kuin se olisi upotettu hunajaan", sanoi Stanfordin yliopiston Gravity Probe-B: n päätutkija Francis Everitt. "Kun planeetta pyörii, hunaja sen ympärillä pyörii, ja se on sama tilan ja ajan suhteen", "GP-B vahvisti kaksi Einsteinin maailmankaikkeuden perusteellisinta ennustetta, jolla on kaukaisia vaikutuksia astrofysiikan tutkimuksessa. Samoin operaation takana olevat vuosikymmenien teknologiset innovaatiot saavat pysyvän perinnön maapallolla ja avaruudessa. "
NASA aloitti tämän hankkeen kehittämisen syksyllä 1963 alustavalla rahoituksella suhteellisuussuuntaisen gyroskooppikokeen kehittämiseksi. Seuraavien vuosikymmenien kehitys johti uraauurtavaan tekniikkaan avaruusalusten ympäristöhäiriöiden, kuten aerodynaamisen vetovoiman, magneettikenttien ja lämpövaihtelujen, hallitsemiseksi. Operaation tähtiseuranta ja gyroskoopit olivat tarkimmat, mitä koskaan on suunniteltu ja tuotettu.
GP-B suoritti tiedonkeruutoimintansa loppuun ja se purettiin joulukuussa 2010.
"Operaation tuloksilla on pitkäaikainen vaikutus teoreettisten fyysikkojen työhön", kertoi vanhempi astrofysiikka- ja ohjelmatutkija Bill Danchi NASA: n päämajassa Washingtonissa. "Jokaisen Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian teorian tulevaisuuden haasteen on etsittävä tarkempia mittauksia kuin huomattavan suoritetun GP-B".
GP-B: n mahdollistamia innovaatioita on käytetty GPS-tekniikoissa, joiden avulla lentokoneet voivat laskeutua ilman apua. NASA: n Cosmic Background Explorer -operaatioon käytettiin ylimääräisiä GP-B-tekniikoita, jotka määrittivät tarkasti maailmankaikkeuden taustan säteilyn. Tämä mittaus on iso bang-teorian perusta, ja se johti Nobel-palkinnon saamiseen NASA-fyysikolle John Matherille.
GP-B: n edelläkävijä -vapaa satelliittikonsepti mahdollisti useita maapallon tarkkailevia satelliitteja, mukaan lukien NASA: n painovoiman palautumisen ja ilmaston kokeilu sekä Euroopan avaruusjärjestön gravitaatiokenttä ja vakaan tilan valtameren kiertämisen tutkija. Nämä satelliitit tarjoavat tarkimmat maapallon muodon mittaukset, jotka ovat kriittisiä tarkkaan navigointiin maalla ja merellä, ja ymmärtävät valtameren kierton ja ilmastomallien välisen suhteen.
GP-B edisti myös tiedon rajoja ja tarjosi käytännön koulutuskentän 100 jatko-opiskelijalle ja 15 maisterin tutkinnon ehdokkaalle Yhdysvaltojen yliopistoissa. Yli 350 opiskelijaa ja yli neljä tusinaa lukion opiskelijaa työskentelivät myös hankkeessa johtavien tutkijoiden ja ilmailuinsinöörien kanssa teollisuudesta ja hallituksesta. Yhdestä GP-B: n parissa työskentelevästä opiskelijasta tuli ensimmäinen avaruusnaisten astronautti Sally Ride. Toinen oli Eric Cornell, joka voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 2001.
”GP-B lisää suhteellisuustietokantaa tärkeillä tavoilla, ja sen positiivinen vaikutus tuntuu niiden opiskelijoiden uralla, joiden koulutusta rikastettiin projektilla”, kertoi Ed Weiler, NASA: n päämajassa toimivan tiedeoperaation johtajan apulaisjohtaja.
Lähteet: NASA, Stanford University
