Зонд, запущений у квітні 2004 року, мав перевірити два передбачення загальної теорії відносності — ефект де Сіттера та ефект Лензе — Тіррінґа. Перший, який також називають геодезичною прецесією, реєструється як зміна напрямку осі обертового тіла (гіроскопа), що рухається в просторі-часі, викривленому центральною масою — Землею.
Проявом тоншого ефекту Лензе — Тіррінґа також може бути зміщення осі гіроскопа, але спричинене воно буде не самою 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 встановили чотири гіроскопи зі сферичними роторами з кварцового скла, діаметр яких становив 3,8 см. Надзвичайна точність виготовлення дала разючий результат: якби сфери збільшили до розмірів Землі, вершина їхнього найвищого пагорба була б лише за три метри над поверхнею. Ротори покрили ніобієм, який підтримували в надпровідному стані.
| Практично ідеальна сфера (фото Don Harley). |
Гіроскопи розкручували так, щоб їхні осі збігалися з віссю апарата, орієнтованого на зорю в сузір’ї , який зберігав заданий напрямок. Основою методики вимірювання став квантовомеханічний ефект створення обертовим надпровідником магнітного поля, жорстко «прив’язаного» до осі обертання. Роль детекторів цього поля, яке зберігає дані про орієнтацію роторів та її можливі зміни, виконували чутливі .
Експериментальні дані Gravity Probe B зібрав уже у 2005 році, але їхня обробка затягнулася. Розбираючись із сильно «зашумленими» даними та вводячи необхідні поправки, учені у 2007 році змогли підтвердити реальність ефекту де Сіттера. Тепер, чотирма роками пізніше, перевірили й ефект Лензе — Тіррінґа.
Варто сказати, що результати місії Gravity Probe B багато хто вважає незадовільними. «Держава виділила на неї 760 млн доларів, — нагадує співробітник Роберт О’Коннелл (Robert O'Connell). — І мені здається, що ці гроші було витрачено даремно. Вони [наукова група Gravity Probe B] лише підтвердили те, що вже було відомо». Тут пан О’Коннелл посилається на завершений у 2004 році із використанням супутників , у якому також досліджували ефект Лензе — Тіррінґа. Передбачалося, що Gravity Probe B надасть набагато точніші дані, але зрештою він не досяг навіть рівня LAGEOS.
Загальна схема експерименту Gravity Probe B:
Прояв ефектів Лензе — Тіррінґа та де Сіттера у випадку гіроскопів Gravity Probe B:
Принцип вимірювання за допомогою СКВІД-магнітометрів:
| Збирання Gravity Probe B (фото Stanford University). |
| Розрахункові відхилення осі гіроскопа (ілюстрація Bob Kahn / Gravity Probe B / Stanford University). |
Звіт з остаточними результатами роботи Gravity Probe B буде опубліковано в журналі .
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):