Je tam řádek z rané epizodyTeorie velkého třeskusérie, kde je popsána gravitační sonda B, která viděla „záblesky“ Einsteinova předpokládaného efektu přetahování snímků. Ve skutečnosti není zcela jasné, že experiment byl schopen definitivně odlišit efekt tažení snímku od šumu na pozadí vytvořeného některými extrémně malými aberacemi v jeho detekčním systému.
Ať už se to počítá jako letmý pohled nebo ne – přetahování snímků (údajná poslední nevyzkoušená předpověď obecné teorie relativity) a gravitační sonda B se propojily v povědomí veřejnosti. Zde je tedy rychlý základ o tom, co Gravity Probe B mohla nebo nemusela zahlédnout.
The Gravitační sonda B Družice byla vypuštěna v roce 2004 a nasazena na polární oběžnou dráhu kolem Země ve výšce 650 kilometrů se čtyřmi sférickými gyroskopy, které se v ní otáčejí. Experimentální návrh navrhoval, že při absenci zakřivení časoprostoru nebo tažení snímku by se tyto gyroskopy pohybující se na oběžné dráze volného pádu měly otáčet s osou rotace neomylně zarovnanou se vzdáleným referenčním bodem (v tomto případě s hvězdou). IM Pegasi ).
Aby se zabránilo jakémukoli elektromagnetickému rušení zemským magnetickým polem, byly gyroskopy umístěny v olovem vyložené termosky – jejíž plášť byl naplněn tekutým heliem. To chránilo nástroje před vnější magnetickou interferencí a chladem povolenou supravodivostí v detektorech určených ke sledování rotace gyroskopů.
Jako hnací plyn bylo použito také pomalu unikající helium z baňky. Aby bylo zajištěno, že gyroskopy zůstanou ve volném pádu v případě, že se satelit setká s jakýmkoli atmosférickým odporem, mohl satelit provést nepatrné úpravy trajektorie, v podstatě sám létat kolem gyroskopů, aby se zajistilo, že se nikdy nedostanou do kontaktu se stranami jejich kontejnerů.
Nyní, i když byly gyroskopy ve volném pádu, byl to volný pád, který se pohyboval kolem a kolem planety, která se deformuje časoprostorem. Gyroskop pohybující se konstantní rychlostí v docela prázdném prostoru je také v „beztížném“ volném pádu – a dalo by se očekávat, že se takový gyroskop bude nekonečně točit kolem své osy, aniž by se tato osa kdy posunula. Podobně podle Newtonovy interpretace gravitace – síly působící ve vzdálenosti mezi masivními objekty – neexistuje žádný důvod, proč by se osa rotace gyroskopu na oběžné dráze volného pádu měla posouvat.
Ale pro gyroskop pohybující se v Einsteinově interpretaci strmě zakřiveného časoprostoru obklopujícího planetu by se jeho rotační osa měla ‚naklánět‘ do svahu časoprostoru. Takže na jednom úplném oběhu Země bude osa rotace směřovat trochu jiným směrem, než je směr, ze kterého začala – viz animace na konci tento klip . Toto se nazývá geodetický efekt – a gravitační sonda B účinně prokázala existenci tohoto efektu s pravděpodobností pouze 0,5 %, že data vykazují nulový efekt.
Země je však nejen masivním prostoročasovým zakřiveným objektem, ale také rotuje. Tato rotace by teoreticky měla způsobit brzdění časoprostoru, ve kterém je Země zabudována. Takže tohle tažení rámu by měl táhnout něco, co je na oběžné dráze dopředu ve směru rotace Země.
Kde geodetický efekt posouvá rotační osu gyroskopu s polární oběžnou dráhou v šířkovém směru – tažení snímku (také známé jako Lense-Thirring efekt), měla by ji posunout v podélném směru.
Očekávaný výsledek. Obíhání pokřiveným časoprostorem posouvá rotační osu gyroskopu. Ukázalo se však, že očekávaný posun tažení snímku je obtížné odhalit.
A tady se gravitační sonda B tak úplně nepovedla. Bylo zjištěno, že geodetický efekt posouvá rotační osu gyroskopů o 6 606 miliarcsekund za rok, zatímco efekt tažení snímku ji posune o 41 miliarcsekund za rok. Tento mnohem menší efekt bylo obtížné odlišit od šumu na pozadí vznikajícího z nepatrných nedokonalostí existujících v samotných gyroskopech. Dva klíčové problémy byly zjevně měnící se dráha polhode a větší než očekávaný projev newtonovského gyroskopického točivého momentu – nebo řekněme, že i přes veškerou snahu se gyroskopy stále trochu kývaly.
Probíhá práce na pracném extrahování očekávaných zajímavých dat ze zašumělého datového záznamu prostřednictvím řady předpokladů, které by mohly být předmětem další diskuse. A zpráva za rok 2009 to odvážně tvrdilefekt přetažení snímku je nyní jasně viditelný ve zpracovávaných datech– ačkoli pravděpodobnost, že údaje představují nulový efekt, je jinde hlášena na 15 %. Takže možná glimpsed je prozatím lepší popis.
Mimochodem, Gravitační sonda A byla vypuštěna již v roce 1976 – a během dvouhodinové oběžné dráhy účinně potvrdila Einsteinovu předpověď rudého posuvu na 1,4 dílů z 10 000. Nebo řekněme, že to ukázalo, že bylo zjištěno, že hodiny ve výšce 10 000 km běží výrazně rychleji než hodiny na zemi.
Další čtení: Experiment Gravity Probe B v kostce.