Гранит науки - 2004-10-24

Общая теория относительности Эйнштейна получила экспериментальное подтверждение – обнаружено хоть и незначительное, но все-таки изменение орбит двух маленьких искусственных спутников Земли, произошедшее, по-видимому, в результате предсказанного теорией «захвата системы отсчета»

Одно из следствий представленной миру в 1916 году общей теории относительности - захват системы отсчета (frame dragging) – это эффект, который должен возникать вблизи вращающегося массивного тела, которым может выступать и Земля. При этом подразумевается искривление пространства-времени. Находящиеся на высоте 5 900 километров орбиты спутников LAGEOS 1 и 2 (это Лазерные Геодинамические Сателлиты), как выяснилось, в результате захвата системы отсчета со стороны нашей планеты смещаются каждый год на 2 метра. А показано это было в экспериментах Игнацио Чьюфолини (Ignazio Ciufolini) из итальянского Университета Лечче (University of Lecce) и Эррикоса Павлиса (Erricos Pavlis) из американского Университета Мериленда (University of Maryland), результаты многолетней работы ученых публикует последний номер Nature (431, 21 October 2004).

Поверхность спутников LAGEOS покрыта особыми зеркалами – ретрорефлекторами, которые способны возвращать лазерные лучи обратно на Землю, причем в то самое место, откуда они были посланы. Измеряя время, которое затрачивает каждый луч на возвращение от спутника, позицию последнего можно определить с точностью до нескольких миллиметров. Чьюфолини и Павлис собирали данные 11 лет, как отмечает в связи с публикацией в Nature портал PhysicsWeb, всего ими проведено не меньше 100 миллионов наблюдений с отправкой лазерных лучей на спутники LAGEOS. Погрешность измерений в этих опытах составляет +/-10%. Что касается собственно предполагаемого эффекта захвата системы отсчета, то, по мнению ученых, наибольшим он окажется вблизи вращающейся черной дыры. Из околоземного пространства результатов с точностью до 1% ожидают от запущенной в апреле 2004 года миссии Гравитационный Зонд Б (Gravity Probe B) - это аппарат с 4 прецизионными гироскопами (охлажденными почти до абсолютного нуля идеальными кварцевыми сферами). Ось вращения таких гироскопов должна постоянно находиться в одном и том же направлении. Однако если общая теория относительности справедлива, искривление пространства-времени массой Земли должно будет привести к отклонению осей гироскопов, а захват системы отсчета приведет к смещению оси каждого из них примерно на 42 угловые миллисекунды в год. Первые данные с Гравитационного Зонда Б ожидаются в начале 2006 года.