Vesmírná sonda GP-B potvrdila zakřivení časoprostoru v blízkosti těles s velkou gravitací

6. 5. 2011
Gravitace Vesmírné sondy Časoprostor

Přístroje vesmírné sondy NASA byly vyvíjeny s cílem potvrdit dvě z klíčových teorií popisujících zakřivení časoprostoru, které vycházejí z obecné teorie relativity Alberta Einsteina. Mise GP-B (Gravity Probe B) začala už v roce 2004, kdy se s pomocí rakety Delta II dostala na polární oběžnou dráhu Země. Hlavní část mise pak skončila v roce 2005, kdy došlo tekuté helium nutné pro chod přístrojů na palubě. K úplnému ukončení operací sondy došlo v prosinci 2010. Hlavní vědeckou zbraní výzkumné družice byly čtyři ultra-přesné gyroskopy, které se skládaly z do té doby nejdokonalejších koulí. Shrnutí výsledků mise, jejíž měření byla analyzována až donedávna, vyjde v květnovém čísle vědeckého magazínu Physical Review Letters.

Geodetický efekt

Geodetický efekt zakřivení časoprostoru v gravitačním poli tělesa. S pomocí sondy GP-B byla potvrzena teorie vycházející z einsteinovy obecné teorie relativity, která vliv hmotných těles na zakřivení časoprostoru předpokládala.



Data získaná díky sondě GP-B potvrdila zakřivení časoprostoru v gravitačním poli Země (tzv. geodetický efekt). Tento efekt je podobný tomu, co můžeme pozorovat když položíme olověnou kouli na odrazovou plochu trampolíny, časoprostor se v okolí Země deformuje podobně jako gumová plachta trampolíny kolem těžké koule. Později se sondě GP-B podařilo potvrdit také druhou teorii, která popisuje podobný efekt na časoprostor způsobený rotací tělesa, nazývaný Lens-Thirringův jev.

Samotná analýza dat se ukázala jako poměrně složitá záležitost, protože téměř dokonalá zrcadla gyroskopů sondy přeci jen obsahovala nějaké nepřesnosti, které do měření vnesly šum, ve kterém se například ztrácel vliv Lens-Thirringova jevu. Několik let po dokončení hlavních operací mise trvala analýza, která se snažila eliminovat tento šum, v roce 2008 ale došlo k ukončení financování ze strany NASA. Vedoucí projektu Francis Everitt nakonec získal finance v soukromé sféře a pokračoval v analýze dál. Ačkoliv se podařilo částečně šum eliminovat, bylo to pouze za cenu ztráty přesnosti.

Ani jeden z objevů, které sonda svým pozorováním umožnila, nemá v současnosti příliš praktického využití, ovlivní hlavně teoretické fyziky popisující vesmír, jeho složení a procesy, které v něm probíhají. Význam však má samotná sonda GP-B, jejíž vývoj byl podmíněn často zcela novými technologiemi, které teď nacházejí uplatnění jinde než ve výzkumu časoprostoru. Za zmínku určitě stojí zdokonalení služeb poskytovaných GPS satelity umožňující například přistání letadel bez asistence pilota. Výzkum při konstrukci sondy GP-B byl také uplatněn u několika dalších družic pozorujících Zemi, jako je například  evropský satelit GOCE nebo americký GRACE.
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Gravitace

Gravitační vlny z kolize neutronových hvězd naznačují, že gravitace neuniká do jiné dimenze

17. 9. 2018 (novější než zobrazený článek)

Detekce gravitačních vln způsobených kolizí neutronových hvězd v roce 2017 umožnila vědcům zkoumání vesmíru dvěma rozdílnými pohledy: gravitačními vlnami a elektromagnetickým zářením. To umožňuje ověření různých teorií založených na dosavadním pozorování vesmíru prostřednictvím elektromagnetických vln. Podle nové studie takto vědci dokázali vyvrátit jednu z teorií, která se snažila vysvětlit existenci temné energie pomocí gravitace unikající do jiné dimenze.

celý článek

Vědci změřili sílu gravitace s doposud největší přesností

30. 8. 2018 (novější než zobrazený článek)

Hned dva experimenty v laboratoři přispěly k novému odhadu přesné gravitační přitažlivosti dvou objektů. Dosavadní nejlepší měření obsahovalo míru nejistoty 0,00137 %, nové výsledky však mají nejistotu pouhých 0,00116 %. Výzkum provedl tým vědců z Huazhong University of Science and Technology in Wuhan v Číně vedený fyzikem Shan-Qing Yangem.

celý článek

Vesmírná sonda Juno přináší zcela nový pohled na nitro planety Jupiter

26. 10. 2017 (novější než zobrazený článek)

Vesmírná sonda Juno přináší zcela nový pohled na nitro planety JupiterZa více než rok zkoumání planety Jupiter odhalila vesmírná sonda Juno nitro tohoto plynného obra jako doposud žádná jiná. Posledním poznatkem je fakt, že atmosférické pásy bouří sahají hluboko do nitra planety a nejsou jen povrchovým úkazem. Díky zkoumání magnetického a gravitačního pole planety získávají vědci také další cenné informace o tom, co se pod hustými mraky odehrává a jak vlastně nitro tohoto plynného obra vypadá.

celý článek

Rychle rotující planetka ukazuje na novou sílu, která ji kromě gravitace drží pohromadě

17. 8. 2014 (novější než zobrazený článek)

Rychle rotující planetka ukazuje na novou sílu, která ji kromě gravitace drží pohromaděPři pozorování planetky 1950 DA zjistili vědci z Unversity of Tennessee v Knoxville, že pouhá gravitace by ji nemohla udržet pohromadě, rotuje totiž příliš rychle a odstředivé síly by tak měly její jednotlivé části odtrhnout od sebe. Planetka rotuje tak rychle, že astronaut stojící na jejím povrchu by odletěl do vesmíru. Podle studie publikované v magazínu Nature jde o první důkaz, že v jádru planetek působí Van der Wallsovy síly, které je pomáhají držet v celku.

celý článek

Hubblův teleskop našel zatím nejvzdálenější gravitační čočku

4. 8. 2014 (novější než zobrazený článek)

Hubblův teleskop našel zatím nejvzdálenější gravitační čočkuGravitace galaxií má na světlo zvláštní efekt, zakřivuje jej podobně jako lupa a deformuje tak světlo ze vzdálenějších zdrojů ve vesmíru. Astronomové toho využívají při pozorování vzdálených objektů a říkají tomu efekt gravitační čočky. Hubblův teleskop teď našel nejvzdálenější takovou čočku, nachází se ve vzdálenosti 9,6 miliard světelných let a pomáhá vědcům zkoumat ještě vzdálenější galaxii.

celý článek

Do Měsíce v pondělí narazí při vysoké rychlosti dvě americké sondy

16. 12. 2012 (novější než zobrazený článek)

Do Měsíce v pondělí narazí při vysoké rychlosti dvě americké sondy Lunární mise GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), která začala na začátku letošního roku, je u konce. Oběma orbitálním sondám, které dostaly jména Ebb a Flow, totiž dochází palivo a do Měsíce stejně narazí. NASA rozhodla o tom, že sondy v plné rychlosti narazí do měsíčního povrchu a zakončí tak úspěšnou misi, jejímž cílem bylo získat data o gravitačním poli jediného přirozeného satelitu naší planety. I v této poslední však chtějí vědci získat nová data, tentokrát o efektivnosti využití paliva vesmírných sond.

celý článek

Evropská gravitační sonda GOCE se přiblížila Zemi pro detailnější snímání jejího povrchu

4. 12. 2012 (novější než zobrazený článek)

Evropská gravitační sonda GOCE se přiblížila Zemi pro detailnější snímání jejího povrchuDružice GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Explorer) krouží kolem Země už od roku 2009 a sbírá data o gravitačním poli naší planety. Svou primární misi už satelit dokončil a aktuálně probíhá prodloužená mise, během níž chtějí vědci zpřesnit data získaná v první fázi. GOCE se tak přiblíží z 255 kilometrové výšky na 235 kilometrů, což přístrojům sondy umožní detailnější pozorování odchylek v gravitačním poli Země.

celý článek