צוות בינלאומי של נאס"א וחוקרי אוניברסיטה מצא את הראיות הישירות הראשונות לכך שכדור הארץ גורר את המרחב והזמן סביב עצמו כשהוא מסתובב.
החוקרים מאמינים כי מדדו את ההשפעה, שנבאה לראשונה בשנת 1918 על ידי שימוש בתורת היחסות הכללית של איינשטיין, על ידי התבוננות מדויקת בתזוזה במסלוליהם של שני לוויינים הנעים סביב כדור הארץ. החוקרים צפו במסלולי הלוויין Geodynamics Satellite I (LAGEOS I), חללית נאס"א, ו- LAGEOS II, חללית משותפת של סוכנות החלל של נאס"א / איטליה (ASI).
המחקר, שפורסם בכתב העת Nature, הוא המדידה המדויקת הראשונה של אפקט ביזארי שמנבא שמסה מסתובבת תגרור את החלל סביבו. אפקט עדשת העיניים ידוע גם כגרירת מסגרות.
את הצוות הובילו ד"ר איגנציו סיופוליני מאוניברסיטת לצ'ה, איטליה, וד"ר ארריקוס סי. פבליס מהמרכז המשותף לטכנולוגיית מערכות כדור הארץ, שיתוף פעולה מחקרי בין מרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א, גרינבלט, מ.מ. אוניברסיטת מרילנד מחוז בולטימור.
"תורת היחסות הכללית צופה שאובייקטים מסתובבים מסיביים צריכים לגרור זמן-מרחב סביב עצמם בזמן שהם מסתובבים," אמר פאבליס. גרירת מסגרת דומה למה שקורה אם כדור באולינג מסתחרר בנוזל סמיך כמו מולסה. כשהכדור מסתובב, הוא מושך את המולסה סביב עצמו. כל דבר שנתקע במולסה ינוע גם הוא סביב הכדור. באופן דומה, כאשר כדור הארץ מסתובב, הוא מושך זמן-מרחב בסביבתו סביב עצמו. זה יעביר את מסלולי הלוויינים ליד כדור הארץ. " המחקר הוא מעקב אחר עבודות קודמות בשנת 1998, שם צוות הכותבים דיווח על האיתור הישיר הראשון של ההשפעה.
המדידה הקודמת הייתה הרבה פחות מדויקת מהעבודה הנוכחית, בגלל אי דיוקים במודל הכבידה שהיה קיים באותה תקופה. נתונים ממשימת GRACE של נאס"א אפשרו שיפור עצום ברמת הדיוק של דגמים חדשים, מה שהפך את התוצאה החדשה הזו לאפשרית.
"מצאנו שמטוס מסלוליהם של LAGEOS I ו- II הועבר כשני מטר לשני לכיוון הסיבוב של כדור הארץ," אמר פאבליס. "המדידה שלנו מסכימה 99 אחוזים עם מה שחוזה על ידי היחסות הכללית, שנמצאת בתוך שולי הטעות שלנו של פלוס מינוס חמישה אחוזים. אפילו אם טעויות מודל הכבידה מושבתות פי שניים או שלושה מהערכים המצוטטים הרשמית, המדידה שלנו עדיין מדויקת לעשרה אחוזים ומעלה. " מדידות עתידיות של Gravity Probe B, חללית של נאס"א שהושקה בשנת 2004, צריכות להפחית את שולי השגיאה לפחות מאחוז אחד. זה מבטיח לספר לחוקרים הרבה יותר על הפיזיקה המעורבת.
הצוות של סיופוליני, שמשתמש בלווייני LAGEOS, צפה בעבר באפקט העדשה. זה נצפה לאחרונה סביב עצמים שמימיים רחוקים עם שדות כבידה עזים, כמו חורים שחורים וכוכבי נויטרונים. המחקר החדש סביב כדור הארץ הוא המדידה הישירה והמדויקת הראשונה של תופעה זו ברמה של חמישה עד 10 אחוזים. הצוות ניתח תקופה של 11 שנים של נתונים בלייזר הנעים מלווייני LAGEOS בין השנים 1993-2003, בשיטה שהציעה סיופוליני לפני עשור.
המדידות דרשו שימוש במודל מדויק במיוחד של שדה הכבידה של כדור הארץ, המכונה EIGEN-GRACE02S, שהתגלה זמינה רק לאחרונה, על סמך ניתוח של נתוני ה- GRACE. המודל פותח במתחם GeoForschungs Zentrum Potsdam, גרמניה, על ידי קבוצה שהם חוקרים משותפים למטרת ה- GRACE יחד עם המרכז לחקר החלל של אוניברסיטת טקסס באוסטין.
LAGEOS II, שהושק בשנת 1992, וקודמתו, LAGEOS I, שהושקה בשנת 1976, הם לוויינים פסיביים המוקדשים אך ורק לטווחי לייזר. התהליך כולל שליחת פולסי לייזר ללוויין מתחנות שונות בכדור הארץ ואז הקלטת זמן הנסיעה הלוך ושוב. בהתחשב בערך הידוע למהירות האור, מדידה זו מאפשרת למדענים לקבוע במדויק את המרחקים בין תחנות לייזר נעות בכדור הארץ ללוויין.
נאס"א ואוניברסיטת סטנפורד, פאלו אלטו, קליפורניה פיתחו את בדיקת הכבידה B. היא תבדוק במדויק שינויים זעירים בכיוון הסיבוב של ארבעה גירוסקופים הכלולים בלוויין כדור הארץ המקיף 400 מיילים ישירות מעל הקטבים. הניסוי יבחן שתי תיאוריות הנוגעות לתיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין, כולל השפעת עדשות. לאפקטים אלה, אם כי קטנים לכדור הארץ, השלכות מרחיקות לכת על טבע החומר ומבנה היקום.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של נאס"א
