Et internasjonalt team av NASA og universitetsforskere har funnet de første direkte bevisene for at jorden drar plass og tid rundt seg selv når den roterer.
Forskerne mener at de har målt effekten, først spådd i 1918 ved å bruke Einsteins teori om generell relativitet, ved nøyaktig å observere skift i bane til to jordomløpende laser-rangerende satellitter. Forskerne observerte banene til Laser Geodynamics Satellite I (LAGEOS I), et NASA-romfartøy, og LAGEOS II, et felles romfartøy fra NASA / Italian Space Agency (ASI).
Forskningen, rapportert i tidsskriftet Nature, er den første nøyaktige måling av en bisarr effekt som spår at en roterende masse vil dra plass rundt den. Lense-Thirring Effect er også kjent som ramme-dra.
Teamet ble ledet av Dr. Ignazio Ciufolini fra University of Lecce, Italia, og Dr. Erricos C. Pavlis fra Joint Center for Earth System Technology, et forskningssamarbeid mellom NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Og the University of Maryland Baltimore County.
“Generell relativitet forutsier at massive, roterende objekter bør dra rom-tid rundt seg selv når de roterer,” sa Pavlis. “Rammes dra er som det som skjer hvis en bowlingball snurrer i en tykk væske som melasse. Når ballen snurrer, trekker den melassen rundt seg selv. Alt som sitter fast i melasse vil også bevege seg rundt ballen. På samme måte når jorden roterer, trekker den rom-tid i sin nærhet rundt seg selv. Dette vil forskyve banene til satellitter i nærheten av Jorden. " Studien er en oppfølging av tidligere arbeid i 1998 der forfatterteamet rapporterte den første direkte påvisningen av effekten.
Den forrige målingen var mye mindre nøyaktig enn det nåværende arbeidet, på grunn av unøyaktigheter i gravitasjonsmodellen tilgjengelig på det tidspunktet. Data fra NASAs GRACE-oppdrag muliggjorde en enorm forbedring av nøyaktigheten til nye modeller, noe som gjorde dette nye resultatet mulig.
"Vi fant at flyet til banene til LAGEOS I og II ble forskjøvet to meter per år i retning av jordens rotasjon," sa Pavlis. ”Målingen vår stemmer 99 prosent med det som er forutsagt av generell relativitet, som ligger innenfor vår feilmargin på pluss eller minus fem prosent. Selv om gravitasjonsmodellfeilene er av to eller tre ganger de offisielt siterte verdiene, er målingen vår fortsatt nøyaktig til 10 prosent eller bedre. ” Fremtidige målinger av Gravity Probe B, et NASA-romfartøy som ble lansert i 2004, bør redusere denne feilmarginen til under en prosent. Dette lover å fortelle forskere mye mer om fysikken som er involvert.
Ciufolinis team, som bruker LAGEOS-satellittene, observerte tidligere Lense-Thirring-effekten. Det har nylig blitt observert rundt fjerne himmelobjekter med intense tyngdekraftsfelt, som sorte hull og nøytronstjerner. Den nye forskningen rundt jorden er den første direkte, presise måling av dette fenomenet på fem til 10 prosent nivå. Teamet analyserte en 11-årsperiode med data fra laser fra LAGEOS-satellittene fra 1993 til 2003 ved hjelp av en metode som ble utviklet av Ciufolini for ti år siden.
Målingene krevde bruk av en ekstremt nøyaktig modell av jordas gravitasjonsfelt, kalt EIGEN-GRACE02S, som først ble tilgjengelig nylig, basert på en analyse av GRACE-data. Modellen ble utviklet i GeoForschungs Zentrum Potsdam, Tyskland, av en gruppe som er co-rektor-etterforskere av GRACE-oppdraget sammen med Center for Space Research ved University of Texas i Austin.
LAGEOS II, som ble lansert i 1992, og forgjengeren, LAGEOS I, som ble lansert i 1976, er passive satellitter som utelukkende er dedikert til laserintervaller. Prosessen innebærer sending av laserpulser til satellitten fra stasjoner på jorden og deretter registrering av tur-retur tur-retur. Gitt den kjente verdien for lysets hastighet, gjør denne målingen forskere til å nøyaktig bestemme avstandene mellom laser varierende stasjoner på jorden og satellitten.
NASA og Stanford University, Palo Alto, California utviklet Gravity Probe B. Den vil nøyaktig sjekke bittesmå endringer i retningen på spinnet til fire gyroskop som finnes i en jordsatellitt som kretser 400 miles rett over polene. Eksperimentet vil teste to teorier knyttet til Einsteins teori om generell relativitet, inkludert Lense-Thirring Effect. Disse effektene, selv om de er små for Jorden, har vidtrekkende konsekvenser for materiens natur og universets struktur.
Originalkilde: NASA News Release
