Một khái niệm nghệ sĩ về thời gian xoắn quanh Trái đất. Tín dụng hình ảnh: NASA. Nhấn vào đây để phóng to
Là Trái đất trong một vòng xoáy của không-thời gian?
Chúng tôi sớm biết câu trả lời: Một thí nghiệm vật lý của NASA / Stanford có tên Gravity dò B (GP-B) gần đây đã kết thúc một năm thu thập dữ liệu khoa học trên quỹ đạo Trái đất. Các kết quả, sẽ mất thêm một năm để phân tích, sẽ tiết lộ hình dạng của không-thời gian xung quanh Trái đất và có thể là xoáy.
Thời gian và không gian, theo lý thuyết tương đối của Einstein, được đan kết với nhau, tạo thành một loại vải bốn chiều gọi là không gian thời gian. Khối lượng khổng lồ của Trái đất làm lúm đồng tiền vải này, giống như một người nặng nề ngồi giữa tấm bạt lò xo. Trọng lực, theo Einstein, chỉ đơn giản là chuyển động của các vật thể theo các đường cong của lúm đồng tiền.
Nếu Trái đất đứng yên, đó sẽ là kết thúc của câu chuyện. Nhưng Trái đất không đứng yên. Hành tinh của chúng ta quay tròn, và vòng xoáy sẽ xoắn đôi lúm đồng tiền, kéo nó xung quanh thành một vòng xoáy 4 chiều. Đây là những gì GP-B đã lên vũ trụ để kiểm tra
Ý tưởng đằng sau thí nghiệm rất đơn giản:
Đặt một con quay hồi chuyển vào quỹ đạo xung quanh Trái đất, với trục quay hướng về một ngôi sao xa xôi nào đó làm điểm tham chiếu cố định. Không có các lực lượng bên ngoài, trục con quay hồi chuyển nên tiếp tục hướng vào ngôi sao mãi mãi. Nhưng nếu không gian bị xoắn, hướng của trục con quay hồi chuyển sẽ trôi theo thời gian. Bằng cách lưu ý sự thay đổi này theo hướng so với ngôi sao, có thể đo được độ xoắn của không-thời gian.
Trong thực tế, thí nghiệm là vô cùng khó khăn.
Bốn con quay trong GP-B là những quả cầu hoàn hảo nhất từng được tạo ra bởi con người. Những quả bóng có kích thước bằng quả bóng bàn bằng thạch anh và silicon nung chảy có kích thước 1,5 inch và không bao giờ thay đổi so với một quả cầu hoàn hảo bởi hơn 40 lớp nguyên tử. Nếu các con quay hồi chuyển weren hình cầu như vậy, trục quay của chúng sẽ chao đảo ngay cả khi không có ảnh hưởng của thuyết tương đối.
Theo tính toán, thời gian không gian xoắn quanh Trái đất sẽ khiến các trục của con quay trôi dạt chỉ 0,041 vòng cung trong một năm. Một giây cung là 1/3600 độ. Để đo góc này một cách hợp lý, GP-B cần độ chính xác tuyệt vời là 0,0005 giây cung. Nó giống như đo độ dày của một tờ giấy tổ chức cạnh trên 100 dặm.
Các nhà nghiên cứu GP-B đã phát minh ra toàn bộ công nghệ mới để thực hiện điều này. Họ đã phát triển một vệ tinh tinh vi miễn phí kéo có thể chống lại các lớp bên ngoài của bầu khí quyển Trái đất mà không làm phiền các con quay. Họ đã tìm ra cách để giữ Trái đất xâm nhập từ trường ra khỏi tàu vũ trụ. Và họ đã chế tạo một thiết bị để đo độ quay của con quay hồi chuyển mà không chạm vào con quay.
Kéo ra khỏi thí nghiệm là một thử thách đặc biệt. Rất nhiều thời gian và tiền bạc đã được đưa ra, nhưng các nhà khoa học GP-B dường như đã làm được điều đó.
Giáo sư vật lý Francis Everitt, nhà nghiên cứu chính cho GP-B tại Đại học Stanford cho biết, không có bất ngờ lớn nào. Bây giờ việc thu thập dữ liệu đã hoàn tất, ông nói rằng tâm trạng của các nhà khoa học GP-B là rất nhiều nhiệt tình, và nhận ra rằng rất nhiều công việc khó khăn đang ở phía trước chúng ta.
Một phân tích cẩn thận, kỹ lưỡng của dữ liệu đang được tiến hành. Các nhà khoa học sẽ làm điều đó trong ba giai đoạn, Everitt giải thích. Đầu tiên, họ sẽ xem xét dữ liệu từ mỗi ngày của thí nghiệm kéo dài một năm, kiểm tra sự bất thường. Tiếp theo, họ sẽ chia dữ liệu thành các phần dài khoảng một tháng và cuối cùng họ sẽ xem xét cả năm. Bằng cách làm theo cách này, các nhà khoa học sẽ có thể tìm thấy bất kỳ vấn đề nào mà một phân tích đơn giản hơn có thể bỏ lỡ.
Cuối cùng các nhà khoa học trên thế giới sẽ xem xét kỹ lưỡng dữ liệu. Nói Everitt, chúng tôi muốn các nhà phê bình nghiêm khắc nhất là chúng tôi.
Những cái cọc rất cao. Nếu họ phát hiện cơn lốc, chính xác như mong đợi, điều đó đơn giản có nghĩa là Einstein đã đúng, một lần nữa. Nhưng nếu họ don thì sao? Có thể có một lỗ hổng trong lý thuyết Einstein Einstein, một sự khác biệt nhỏ đã báo trước một cuộc cách mạng trong vật lý.
Đầu tiên, mặc dù, có rất nhiều dữ liệu để phân tích. Giữ nguyên.
Nguồn gốc: NASA News Release
