Bir sanatçının Dünya çevresinde bükülmüş uzay-zaman kavramı. Fotoğraf kredisi: NASA. Büyütmek için tıklayın
Dünya bir uzay-zaman girdabı içinde mi?
Yakında cevabı bileceğiz: Gravity Probe B (GP-B) adlı bir NASA / Stanford fizik deneyi yakın zamanda Dünya yörüngesinde bilim verilerini toplamayı bir yıl tamamladı. Analiz edilmesi bir yıl daha sürecek olan sonuçlar, Dünya'nın ve muhtemelen vorteksin etrafındaki uzay-zamanın şeklini ortaya koymalıdır.
Einstein’ın görelilik kuramlarına göre zaman ve mekan birbirine dokunarak “uzay-zaman” adı verilen dört boyutlu bir kumaş oluşturur. Dünyanın muazzam kütlesi bu kumaşı, tıpkı bir trambolinin ortasında oturan ağır bir insan gibi çukurlaştırır. Yerçekimi, diyor Einstein, basitçe çukurun kıvrımlı çizgilerini takip eden nesnelerin hareketidir.
Eğer Dünya sabit olsaydı, bu hikayenin sonu olurdu. Ancak Dünya sabit değildir. Gezegenimiz döner ve spin, gamzeyi hafifçe bükerek 4 boyutlu bir girdap haline getirmelidir. GP-B kontrol etmek için uzaya gitti
Deneyin arkasındaki fikir basit:
Spin ekseni sabit bir referans noktası olarak uzaktaki bir yıldıza doğru bakacak şekilde, Dünya çevresindeki yörüngeye bir dönen jiroskop koyun. Dış kuvvetlerden bağımsız olarak, jiroskopun ekseni sonsuza dek yıldızı işaret etmeye devam etmelidir. Ancak boşluk bükülürse, jiroskop ekseninin yönü zamanla kaymalıdır. Yıldıza göre doğrultuda bu değişikliğe dikkat çekerek, uzay-zamanın bükülmeleri ölçülebilir.
Uygulamada, deney çok zordur.
GP-B'deki dört jiroskop, insanlar tarafından şimdiye kadar yapılmış en mükemmel kürelerdir. Bu ping pong büyüklüğünde kaynaşmış kuvars ve silikon topları 1.5 inç çapındadır ve asla mükemmel bir küreden 40'tan fazla atomik katmanla değişmez. Jiroskoplar bu kadar küresel olmasaydı, dönüş eksenleri göreliliğin etkileri olmadan bile sallanıyordu.
Hesaplamalara göre, Dünya'nın etrafındaki bükülmüş uzay-zaman, jiroskopların eksenlerinin bir yılda sadece 0.041 ark saniye kaymasına neden olmalıdır. Bir ark saniye, derecenin 1 / 3600.'sidir. Bu açıyı makul bir şekilde ölçmek için GP-B'nin 0.0005 ark saniyelik harika bir hassasiyete ihtiyacı vardı. 100 mil uzakta bulunan bir kağıdın kalınlığını ölçmek gibidir.
GP-B araştırmacıları bunu mümkün kılmak için tamamen yeni teknolojiler icat ettiler. Jirosları rahatsız etmeden Dünya atmosferinin dış katmanlarına karşı fırçalayabilen “sürüklemesiz” bir uydu geliştirdiler. Dünya'nın delici manyetik alanını uzay aracından nasıl uzak tutacağını anladılar. Ve cayroya dokunmadan cayro dönüşünü ölçmek için bir cihaz hazırladılar.
Deneyi kaldırmak olağanüstü bir zorluktu. Hatta çok fazla zaman ve para vardı, ancak GP-B bilim adamları bunu yapmış gibi görünüyor.
Stanford Üniversitesi GP-B Baş Araştırmacısı fizik profesörü Francis Everitt, "Deney performansında büyük sürprizler olmadı" diyor. Şimdi veri toplama tamamlandı, GP-B bilim adamları arasındaki ruh halinin “çok fazla coşku ve çok fazla öğütme zor çalışmasının önümüzde olduğunu” söyledi.
Verilerin dikkatli ve kapsamlı bir analizi yapılmaktadır. Bilim adamları bunu üç aşamada yapacaklar, diye açıklıyor Everitt. İlk olarak, yıl süren deneyin her bir gününden gelen verilere bakarak düzensizlikleri kontrol edecekler. Sonra, verileri kabaca ay süren parçalara ayıracaklar ve sonunda tüm yıla bakacaklar. Bu şekilde, bilim adamları daha basit bir analizin atlayabileceği sorunları bulabilmelidir.
Sonunda dünyadaki bilim adamları verileri inceleyecek. Everitt, “en sert eleştirmenlerimizin biz olmasını istiyoruz” diyor.
Bahisler yüksek. Girdabı tam olarak beklendiği gibi algılarlarsa, Einstein'ın tekrar haklı olduğu anlamına gelir. Ama ya yapmazlarsa? Einstein'ın teorisinde, fizikte bir devrimi müjdeleyen küçük bir tutarsızlık olabilir.
İlk olarak, analiz edilecek çok fazla veri var. Bizi izlemeye devam edin.
Orijinal Kaynak: NASA Haber Bülteni
