Forskere har bekreftet to spådommer om Albert Einsteins generelle relativitetsteori, og konkluderer med et av NASAs lengstgående prosjekter. Den første er den geodetiske effekten, eller skjevingen av rom og tid rundt et gravitasjonslegeme. Det andre er ramme-dra, som er mengden et spinnende objekt trekker plass og tid med seg når det roterer.
Gravity Probe-B bestemte begge effektene med enestående presisjon ved å peke på en enkelt stjerne, IM Pegasi, mens de var i en polar bane rundt jorden. Hvis tyngdekraften ikke påvirket rom og tid, ville GP-Bs gyroskop peke i samme retning for alltid mens de er i bane. Men for å bekrefte Einsteins teorier, opplevde gyroskopene målbare, minuttvise endringer i retning av spinnet, mens jordens tyngdekraft trakk dem.
Prosjektet har vært i verkene i 52 år.
Funnene er online i tidsskriftet Physical Review Letters.
"Tenk deg jorda som om den var fordypet i honning," sa Francis Everitt, hovedetterforsker ved Gravity Probe-B ved Stanford University. "Når planeten roterer, ville honningen rundt den virvle rundt, og det er det samme med rom og tid," "GP-B bekreftet to av de mest dyptgripende forutsigelsene fra Einsteins univers og hadde vidtrekkende implikasjoner på tvers av astrofysisk forskning. På samme måte vil tiår med teknologisk innovasjon bak oppdraget ha en varig arv på Jorden og i verdensrommet. ”
NASA begynte utviklingen av dette prosjektet og startet høsten 1963 med innledende finansiering for å utvikle et relativitetsgyroskopeksperiment. Påfølgende tiår med utvikling førte til banebrytende teknologier for å kontrollere miljøforstyrrelser i romfartøyer, for eksempel aerodynamisk drag, magnetiske felt og termiske variasjoner. Oppdragets stjernespor og gyroskop var de mest presise som noen gang er designet og produsert.
GP-B fullførte sin datainnsamlingsoperasjon og ble avviklet i desember 2010.
"Misjonsresultatene vil ha en langsiktig innvirkning på arbeidet til teoretiske fysikere," sa Bill Danchi, senior astrofysiker og programforsker ved NASAs hovedkvarter i Washington. "Hver fremtidig utfordring for Einsteins teorier om generell relativitet må søke mer presise målinger enn det bemerkelsesverdige arbeidet GP-B har utført."
Innovasjoner aktivert av GP-B har blitt brukt i GPS-teknologier som lar flyene komme uten hjelp. Ytterligere GP-B-teknologier ble brukt til NASAs Cosmic Background Explorer-oppdrag, som nøyaktig bestemte universets bakgrunnsstråling. Den målingen er grunnlaget for big-bang-teorien, og førte til Nobelprisen for NASA-fysikeren John Mather.
Det drafrie satellittkonseptet som ble pioner for av GP-B, gjorde en rekke jordobserverende satellitter mulig, inkludert NASAs gravitasjonsgjenoppretting og klimaeksperiment og Det europeiske romfartsorganets tyngdekraftfelt og Ocean State Circulation Explorer. Disse satellittene gir de mest presise målingene av jordas form, kritiske for presis navigasjon på land og sjø, og for å forstå forholdet mellom havets sirkulasjon og klimamønstre.
GP-B avanserte også grensene for kunnskap og ga en praktisk opplæringsplass for 100 doktorgradsstudenter og 15 kandidatstudenter ved universiteter over hele USA. Mer enn 350 studenter og mer enn fire dusin elever på videregående skole jobbet også med prosjektet med ledende forskere og romfartsingeniører fra industri og myndigheter. En bachelorstudent som jobbet med GP-B ble den første kvinnelige astronauten i verdensrommet, Sally Ride. En annen var Eric Cornell som vant Nobelprisen i fysikk i 2001.
"GP-B legger til kunnskapsgrunnlaget om relativitet på viktige måter, og dets positive innvirkning vil merkes i karrierer for studenter hvis utdanning ble beriket av prosjektet," sa Ed Weiler, assisterende administrator for Science Mission Directorate ved NASAs hovedkvarter.
Kilder: NASA, Stanford University
