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

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

Rychlé kmitání muonů v urychlovači by mohlo být projevem nové fyzikální síly

8. 4. 2021 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z amerického Fermilabu a několika dalších institucí a zemí se podařilo pozorovat fenomén, který si neumí vysvětlit existující vědou. Podle našeho aktuálního vědeckého poznání existují 4 fyzikální síly, které popisují interakci mezi velkými objekty i drobnými částicemi. Patří mezi ně gravitace, elektromagnetická síla a silná a slabá jaderná síla. Chování subatomárních částic muonů v urychlovači nicméně naznačuje existenci síly páté, o které toho zatím moc nevíme.

celý článek

Rakouští vědci změřili nejmenší gravitační pole

13. 3. 2021 (novější než zobrazený článek)

Tým rakouských vědců změřil gravitační pole mezi 2 zlatými kuličkami s poloměrem 1,07 milimetrů. Jejich hmotnost byla 92,1 a 90,7 miligramů. Vědci vedení Tobiasem Westphalem vytvořili modifikovaný Cavendishův experiment, při kterém se jedna z kuliček pohybovala, čímž vzniklo v bodě měření dynamické gravitační pole. Svým výzkumem chtějí vědci prozkoumat gravitační sílu u výrazně menších těles než tomu bylo doposud.

Analýza archivních dat odhalila neznámý horký Neptun ve vzdálenosti 186 světelných let

10. 2. 2021 (novější než zobrazený článek)

Analýzou archivních dat s radiální rychlostí hvězd se vědcům podařilo objevit novou exoplanetu z kategorie horkých Neptunů. Planeta s označením HD 183579b se nachází u hvězdy podobné Slunci ve vzdálenosti 186 světelných let.

celý článek

Naklonění osy Saturnu je způsobeno jeho měsíci a také gravitací planety Neptun

30. 1. 2021 (novější než zobrazený článek)

Gravitační vliv měsíců planety Saturn stojí za postupně se měnícím sklonem rotační osy tohoto plynného obra. V minulosti za tímto sklonem stál také vliv gravitace planety Neptun, dnes převládá vliv největšího měsíce planety Titanu. S jeho postupným vzdalováním od Saturnu se bude sklon osy planety nadále zvětšovat.

Astronomové pomocí machine learning zdvojnásobili počet známých gravitačních čoček

15. 1. 2021 (novější než zobrazený článek)

V dříve posbíraných datech, která jsou součástí programu DESI Legacy Imaging Surveys, našli vědci 1 200 nových gravitačních čoček. Počet těchto úkazú deformujících prostřednictvím gravitace světlo se tak zvýšil na dvojnásobek. Ke svému výzkumu vědci využili metody machine learning, která automaticky detekuje různé objekty ve vědeckých datech.

celý článek

Nově objevenou dvojici hnědých trpaslíků pojí zatím nejslabší gravitační síla

24. 12. 2020 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodní tým vědců objevil ve vzdálenosti 450 světelných let pár hnědých trpaslíků. Oba objekty jsou relativně málo hmotné a nachází se od sebe překvapivě daleko i když jsou součástí stejného systému Oph 98. Jsou od sebe dokonce tak daleko, že na sebe vzájemně působí nejslabší gravitační silou ze všech zatím známých binárních systémů.

celý článek

Experiment s červy ve vesmíru ukazuje, že stav beztíže mění geny živých organismů

26. 11. 2020 (novější než zobrazený článek)

Podle studie, která vychází z experimentů ICE-FIRST a CERISE, ovlivňuje gravitace (a také její nedostatek) živé buňky na genetické úrovni. Analýza červů druhu Caenorhabditis, kteří strávili čas na ISS, ukazuje drobné změny v tisícovce jejich genů. Tento a další výzkumy hledají způsob, jakým pobyt ve vesmíru ovlivňuje živé organismy a zejména člověka.

celý článek