בדיקת כוח הכבידה II

בדיקת כוח הכבידה II או בדיקת כוח הכבידה B (GP-B) הייתה ניסוי מבוסס לוויין לבדיקת שתי תחזיות לא מאומתות של תורת היחסות הכללית: האפקט הגיאודטי וגרירת המסגרת. זה אמור היה להתבצע על ידי מדידה, בדיוק רב, של שינויים זעירים בכיוון הספין של ארבעה גירוסקופים הכלולים בלוויין המקיף את כדור הארץ בגובה 650 ק"מ, וחוצה ישירות מעל הקטבים.

הלוויין שוגר ב-20 באפריל 2004 על רקטת דלתא II. שלב הטיסה לחלל נמשך עד 2005; מטרת הלוויין הייתה למדוד את עקמומיות מרחב-זמן ליד כדור הארץ, ובכך את פיזור וכוון המתח-אנרגיה (הקשור לפיזור ולתנועת החומר בחלל) בכדור הארץ ובקרבתו. מדידה זו סיפקה מבחן של תורת היחסות הכללית, גרביטומגנטיות ומודלים קשורים. החוקר הראשי של ניסוי זה היה פרנסיס אווריט.

תוצאות ראשוניות אישרו את האפקט הגיאודטי הצפוי בדיוק של כ-1% ודו"ח נאס"א  מדצמבר 2008 הצביע על כך שהאפקט הגיאודטי אושר כטוב מ-0.5%.

במאמר שפורסם בכתב העת "Physical Review Letters" בשנת 2011, המחברים דיווחו על ניתוח הנתונים מכל ארבעת הגירוסקופים, בהתאמה טובה עם תחזיות תורת היחסות הכלליות.

 סקירה כללית 
בדיקת כוח כבידה II היה ניסוי גירוסקופ תורת היחסות שמומן על ידי נאס"א. המאמצים הובלו על ידי המחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת סטנפורד עם לוקהיד מרטין כקבלן המשנה העיקרי. מדעני המשימה ראו בו את ניסוי תורת היחסות השני בחלל, לאחר השיגור המוצלח של גרביטציה פרוב A (GP-A) ב-1976.

תוכניות המשימה היו לבחון שתי תחזיות לא מאומתות של תורת היחסות הכללית: האפקט הגיאודטי וגרירת מסגרת. זה היה אמור להתבצע על ידי מדידה, בדיוק רב, של שינויים זעירים בכיוון הספין של ארבעה גירוסקופים הכלולים בלוויין כדור הארץ המקיף ב-650 ק"מ גובה, העובר ישירות מעל קטבי כדור הארץ. הגירוסקופים נועדו להיות כל כך נקיים מהפרעות שהם יספקו מערכת התייחסות כמעט מושלמת למרחב-זמן. זה יאפשר להם לחשוף כיצד החלל והזמן "מתעוותים" על ידי נוכחות כדור הארץ, ובכמה סיבוב כדור הארץ "גורר" איתו את החלל-זמן.

האפקט הגיאודטי הוא אפקט הנגרם על ידי מרחב-זמן "מעוקל" על ידי מסת כדור הארץ. ציר של גירוסקופ כאשר הוא מועבר במקביל סביב כדור הארץ בסיבוב שלם אחד, אינו מצביע בסופו של דבר לאותו כיוון כמו קודם. ניתן לחשוב על הזווית ה"חסרה" ככמות שהגירוסקופ "נשען עליה" לתוך השיפוע של עקמומיות המרחב-זמן. הסבר מדויק יותר לחלק עקמומיות החלל של הנקיפה הגיאודטית מתקבל על ידי שימוש בקונוס כמעט שטוח למודל של עקמומיות החלל של שדה הכבידה של כדור הארץ. קונוס כזה נעשה על ידי חיתוך "פרוסת פאי" דקה מעיגול והדבקה של הקצוות החתוכים זה לזה. הפרצסיה הגיאודטית המרחבית היא מדד לזווית "פרוסת העוגה" החסרה. בדיקת כוח המשיכה B הייתה אמורה למדוד את ההשפעה הזו בדיוק של חלק אחד ל-10,000, הבדיקה המחמירה ביותר של תחזיות תורת היחסות הכללית עד כה.

קישורים חיצוניים




הערות שוליים

קטגוריה:פיזיקה: ניסויים