Thiên văn học không có kính thiên văn - Đầu dò trọng lực B

Pin
Send
Share
Send

Có một dòng trong một tập đầu của Lý thuyết Big Bang sê-ri, trong đó Gravity dò B được mô tả là đã nhìn thấy ‘cái nhìn thoáng qua của Einstein về dự đoán hiệu ứng kéo khung. Trong thực tế, không hoàn toàn rõ ràng rằng thí nghiệm có thể phân biệt rõ ràng hiệu ứng kéo khung với tiếng ồn nền được tạo ra bởi một số quang sai cực kỳ nhỏ trong hệ thống phát hiện của nó.

Việc này có được tính là một cái nhìn thoáng qua hay không - kéo theo khung (dự đoán chưa được kiểm chứng cuối cùng của thuyết tương đối rộng) và Gravity dò B đã trở thành mối liên kết trong ý thức cộng đồng. Vì vậy, ở đây, một bản tóm tắt nhanh về những gì Gravity dò B có thể hoặc không thể nhìn thoáng qua.

Vệ tinh Gravity dò B được phóng vào năm 2004 và được đặt vào quỹ đạo cực cao 650 km quanh Trái đất với bốn con quay hình cầu quay trong nó. Thiết kế thử nghiệm đề xuất rằng trong trường hợp không có độ cong không gian hoặc kéo khung, các con quay này di chuyển theo quỹ đạo rơi tự do sẽ quay với trục quay của chúng thẳng hàng với một điểm tham chiếu xa (trong trường hợp này là ngôi sao IM Pegasi) .

Để tránh bất kỳ sự can thiệp điện từ nào từ từ trường Earth Earth, các con quay được đặt trong một bình giữ nhiệt có chì - vỏ của nó chứa đầy helium lỏng. Điều này che chắn các thiết bị khỏi nhiễu từ bên ngoài và chất siêu dẫn cho phép lạnh trong các máy dò được thiết kế để theo dõi vòng quay của con quay hồi chuyển.

Helium rò rỉ từ từ từ bình cũng được sử dụng làm chất đẩy. Để đảm bảo các con quay vẫn rơi tự do trong trường hợp vệ tinh gặp phải bất kỳ lực cản nào trong khí quyển - vệ tinh có thể điều chỉnh quỹ đạo phút, về cơ bản tự bay xung quanh các con quay để đảm bảo chúng không bao giờ tiếp xúc với các mặt của container.

Bây giờ, mặc dù các con quay hồi chuyển rơi tự do - đó là một giọt rơi tự do xung quanh và xung quanh một hành tinh cong vênh không gian. Một con quay hồi chuyển chuyển động với vận tốc không đổi trong không gian khá trống cũng rơi vào trạng thái rơi tự do không trọng lượng - và một con quay như vậy có thể được dự kiến ​​sẽ quay vô thời hạn về trục của nó, mà trục đó không bị dịch chuyển. Tương tự, theo cách giải thích của Newton về lực hấp dẫn - là một lực tác dụng ở khoảng cách giữa các vật thể lớn - không có lý do gì mà trục quay của con quay hồi chuyển trong quỹ đạo rơi tự do cũng phải dịch chuyển.

Nhưng đối với một con quay hồi chuyển chuyển động theo cách giải thích của Einstein về một không gian cong cong quanh một hành tinh, trục quay của nó phải nghiêng qua đường dốc vào không gian thời gian. Vì vậy, trên một quỹ đạo đầy đủ của Trái đất, trục quay sẽ kết thúc theo hướng hơi khác so với hướng mà nó bắt đầu - xem hoạt hình ở cuối clip này. Đây được gọi là hiệu ứng trắc địa - và Gravity dò B đã chứng minh hiệu quả hiệu ứng này tồn tại trong phạm vi chỉ trong 0,5% khả năng dữ liệu hiển thị hiệu ứng null.

Nhưng, Trái đất không chỉ là một vật thể uốn cong theo không gian, mà còn quay. Về mặt lý thuyết, vòng quay này sẽ tạo ra lực cản đối với thời gian không gian mà Trái đất được nhúng vào bên trong. Vì vậy, việc kéo khung này sẽ kéo một cái gì đó mà quỹ đạo quay về phía trước theo hướng xoay Trái đất.

Trong trường hợp hiệu ứng trắc địa làm dịch chuyển trục quay của con quay hồi chuyển cực xoay theo hướng vĩ độ - kéo khung (còn được gọi là hiệu ứng Lense-Thirring), nên dịch chuyển theo hướng dọc.

Và đây là nơi Gravity thăm dò B didn khá cung cấp. Hiệu ứng trắc địa đã được tìm thấy để dịch chuyển trục quay của con quay hồi chuyển 6,606 milliarcs giây mỗi năm, trong khi hiệu ứng kéo khung được dự kiến ​​sẽ thay đổi 41 mili giây mỗi năm. Hiệu ứng nhỏ hơn nhiều này rất khó phân biệt với nhiễu nền phát sinh từ các khiếm khuyết phút tồn tại trong chính các con quay hồi chuyển. Hai vấn đề chính rõ ràng là một đường dẫn polhode thay đổi và lớn hơn biểu hiện của mô-men xoắn con quay Newton - hoặc hãy nói rằng mặc dù có những nỗ lực tốt nhất, các con quay vẫn chao đảo một chút.

Có nhiều công việc đang diễn ra để trích xuất dữ liệu quan tâm dự kiến ​​từ bản ghi dữ liệu ồn ào, thông qua một số giả định có thể còn phải tranh luận thêm. Một báo cáo năm 2009 mạnh dạn tuyên bố rằng hiệu ứng kéo khung giờ hiển thị rõ ràng trong dữ liệu đã xử lý - mặc dù khả năng dữ liệu đại diện cho hiệu ứng null được báo cáo ở nơi khác ở mức 15%. Vì vậy, có lẽ thoáng nhìn là một mô tả tốt hơn cho bây giờ.

Ngẫu nhiên, Gravity dò A đã được phóng trở lại vào năm 1976 - và trong quỹ đạo hai giờ đã xác nhận một cách hiệu quả dự đoán dịch chuyển đỏ Einstein Einstein trong vòng 1,4 phần trong 10.000. Hoặc hãy để Lừa chỉ nói rằng nó cho thấy một chiếc đồng hồ ở độ cao 10.000 km đã được tìm thấy chạy nhanh hơn đáng kể so với đồng hồ trên mặt đất.

Đọc thêm: Thí nghiệm Gravity dò B một cách ngắn gọn.

Pin
Send
Share
Send