Παραμόρφωση του χωροχρόνου ;

[antony]

Η πρόβλεψη της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας για το πώς τα περιστρεφόμενα σώματα μεγάλης μάζας συστρέφουν το χωροχρόνο γύρω τους τελικά επιβεβαιώνεται, αναφέρουν στο Nature ένας Αμερικανός και ένας Ιταλός φυσικός.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίγεια αποστασιόμετρα λέιζερ για να επιβεβαιώσουν ότι η περιστροφή της Γης προκαλεί μικρές μεταβολές στις τροχιές δύο δορυφόρων, οι οποίες δεν μπορούν να εξηγηθούν χωρίς τη θεωρία της σχετικότητας.

Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε με ουσιαστικά μηδενικό κόστος, δημοσιεύεται λίγους μήνες αφότου η NASA εκτόξευσε τον δορυφόρο Gravity Probe B, κόστους 700 εκατ. δολαρίων, με στόχο να επιβεβαιώσει ακριβώς την ίδια υπόθεση.

Αν και τα αποτελέσματα που θα δώσει ο δορυφόρος θα είναι πιθανώς πιο ακριβή, η τελευταία δημοσίευση έγινε δεκτή με ενθουσιασμό από τους θεωρητικούς φυσικούς.

Όπως εξηγεί το Nature.com, το 1918 οι Αυστριακοί φυσικοί Τζόσεφ Λενς και Χανς Τίρινγκ πρότειναν ότι, ως συνέπεια της θεωρίας του Αϊνστάιν, τα ουράνια σώματα που περιστρέφονται παρασύρουν μαζί τους τον χωροχρόνο και τον συστρέφουν, όπως ένα κουτάλι που περιστρέφεται μέσα σε ένα φλιτζάνι δημιουργεί δίνη στο υγρό. Το «φαινόμενο Λένς-Τίρινγκ», γνωστό και ως frame-dragging, ήταν μέχρι σήμερα τεχνικά δύσκολο να επιβεβαιωθεί.

Τώρα, ο Ιγνάτζιο Τσιουφολίνι του Πανεπιστημίου του Λέτσε στην Ιταλία και ο Ερρίκος Παβλής του Πανεπιστημίου της Βαλτιμόρης στο Μέριλαντ αναφέρουν ότι κατάφεραν να το επιβεβαιώσουν πρώτοι.

Οι ερευνητές παρακολουθούσαν με αποστασιόμετρα λέιζερ την πορεία των επιστημονικών δορυφόρων LAGEOS και LAGEOS 2 για τα τελευταία 11 χρόνια, με ακρίβεια μερικών χιλιοστών.

Διαπίστωσαν ότι οι δορυφόροι απέκκλιναν από τις τροχιές τους κατά δύο μέτρα το χρόνο, ως συνέπεια του φαινομένου Λενς-Τίρινγκ. Τα αποτελέσματα συμφωνούν κατά 99% με τις θεωρητικές προβλέψεις, με περιθρώριο σφάλματος 10%.

Οι υπολογισμοί ήταν δύσκολοι, καθώς ακόμα και χωρίς το φαινόμενο Λενς-Τίρινγκ οι δορυφόροι θα απέκκλιναν: η Γη δεν είναι μια τέλεια σφαίρα, και το βαρυτικό της πεδίο δεν είναι ομοιόμορφο, με αποτέλεσμα οι δορυφόροι να παρασύρονται σε μικρές αποστάσεις λόγω των βαρυτικών διακυμάνσεων. Για να λύσουν το πρόβλημα, οι Τσιουφολίνι και Παβλής χρησιμοποίησαν έναν ακριβή χάρτη του γήινου βαρυτικού πεδίου που είχε δημοσιευτεί πέρυσι, και στάθμισαν τα αποτελέσματά τους αναλόγως.

Το 2006 θα είναι διαθέσιμα και τα αποτελέσματα του Gravity Probe B, που εκτοξεύτηκε τον Απρίλιο. Ο δορυφόρος περιέχει δύο γυροσκόπια εξαιρετικής ακρίβειας, των οποίων ο άξονας περιστροφής θα αποκκλίνει κατά 1/100.0000 της μοίρας λόγω του frame-dragging.