Учёным это удалось снова.
Они доказали правильность теорий Эйнштейна.
В очередной раз.
Согласно общей теории относительности, опубликованной им в 1915 году, гравитация — это не что иное, как падение объектов вдоль искривлений пространства-времени. Пространство-время не статично. Оно изгибается. Оно скручивается.
И гравитационное увлечение (frame-dragging) служит тому доказательством.
Представьте вращающуюся ложку в мёде.
Мёд начинает двигаться. Всё, что оказывается в нём, движется вместе с ложкой.
Земля делает то же самое с пространством-временем.
Массивная вращающаяся планета увлекает ткань Вселенной вслед за своим вращением. Чёрные дыры делают то же самое, только быстрее и более насильственно.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, измеряет этот эффект с беспрецедентной точностью.
Работу возглавляет Игнацио Чуолини из Сапиенца университета в Риме.
«Мы улучшили точность измерений более чем в десять раз», — говорит Чуолини.
В физике?
Это большое достижение.
Это помогает похоронить странные альтернативные теории гравитации.
Дискотечные шары
Данные получены от спутника LARES-2.
Он был запущен в 2022 году Итальянским космическим агентством.
Это продолжение программы с более старыми спутниками LAGEOS NASA.
Все три аппарата представляют собой сферы, покрытые зеркалами.
Они похожи на галактические дискотечные шары.
Учёные отражают от них лазерные лучи, чтобы с экстремальной точностью отслеживать их положение в пространстве.
Они вращаются на орбите в тысячах километров над поверхностью.
Далеко за пределами атмосферы.
Никакой воздушной среды, которая могла бы нарушить их траекторию.
Если бы Земля была идеальной сферой, спутники смещались бы только из-за эффекта гравитационного увлечения.
Но Земля — не сфера.
Луна и Солнце притягивают её.
Приливы делают планету слегка сплюснутой и асимметричной.
Это усложняет расчёты орбиты.
Чуолини и его команде пришлось исключить «шум», вызванный влиянием Луны и Солнца.
Они объединили данные LARES-2 с архивными показателями LAGEOS.
Так они определили эффект гравитационного увлечения с неопределённостью, составляющей одну тысячную.
Дэниел Холц называет это впечатляющим достижением.
Он преподаёт астрофизику в Чикагском университете.
Он не участвовал в проекте.
NASA пыталось сделать это ранее.
Гравитационный зонд B был запущен в 2004 году.
Его стоимость составила 750 миллионов долларов.
Он использовал гироскопы.
А этот новый метод?
Значительно дешевле.
И значительно точнее.
«Они рассматривают всю орбиту как гироскоп», — говорит Холц.
Это элегантно.
В сто раз лучшая точность за ничтожную часть цены.
Проблема приливов
Самым сложным было отслеживание лунных и солнечных приливов.
Большинство приливных эффектов компенсировались при смешивании данных со спутников.
Один не компенсировался.
Прилив K1.
Он добавлял неопределённость.
Команде пришлось наблюдать, как прилив K1 влияет на спутники, на протяжении трёх целых лет.
Наконец они поняли силу его воздействия.
Установили новые ограничения на мощность прилива K1.
Это полезно сейсмологам и океанографам.
Хороший бонус.
Но главная цель?
Проверка теории Эйнштейна против других идей.
Пол Ласки видит подвох.
Он работает в Университете Монаш.
«Мы находимся в Солнечной системе», — указывает Ласки.
Гравитация здесь слабая.
Альтернативные теории могут выглядеть точно так же, как общая теория относительности, в слабых полях.
Они проявят себя только там, где гравитация становится невообразимой.
Рядом с чёрными дырами.
В условиях сильной гравитации.
«Это безупречное измерение», — признаёт Ласки.
«Но оно не исследует зоны сильной гравитации».
Имеет ли это значение?
На данный момент.
По словам Холца, это просто добавляет ещё одно перо в шапку Эйнштейна.
Теория относительности остаётся нетронутой.
Некоторые креативные новые теории?
Мёртвы при рождении.
Отвергнуты.
Прогресс происходит именно так.
Теоретикам, которые хотели сломить правила Эйнштейна, пора двигаться дальше.
Следующая теория.
Следующий тест.
Эйнштейн всё ещё ждёт в стороне.
