Árpád
-2 °C
9 °C

Hol repül a téridő?

2002.02.15. 09:26
Negyven év és 650 millió dollár készülődés után idén ősszel felbocsátják Gravity Probe B-t. A kísérleti szonda feladata annak megállapítása, hogy vajon valóban a téridő görbülete szorít-e minket a talajhoz, ahogy azt Einstein megmondta.
A és B kavics között gravitációs vonzás van, de ha B kavics felrobban, a vonzás megszűnik méghozzá azonnal. Einstein azonban megállapította, hogy a fénynél nincsen gyorsabb, a gravitációt pedig az okozza, hogy a nagy tömegű testek görbítik a tér és idő téridő néven ismert szövetét (vízió: kugligolyó a vízágyon).

1918-ban két tudós újabb meglepő következtetésre jutott: ha a nagy tömegű test forog, akkor nem csak görbíti a teret de magával is "vonszolja" azt.

A hipotézist azóta nem igazolták kísérleti eredmények - ezt fogja bepótolni a Gravity Probe B.

Pörgés a semmiben

A Gravity Probe B metszeti képe
A kísérleti bizonyítás módjára 1960-ban született javaslat: a Stanford egyetem kutatója, Leonard Schiff, és a védelmi minisztérium szakértője, George Pugh szerint giroszkóppal mérhető a téridő-vonszolódás.

A newtoni törvények értelmében ha egy giroszkópot fellövünk az űrbe, megpörgetjük és tengelyét egy feltűnően távoli csillag felé irányozzuk, akkor az örökké a csillag felé mutat. Ha azonban a Föld, tömegénél fogva keveri maga körül a téridőt, a giroszkóp eltérhet az eredeti iránytól. Pirinyó bolygónk esetében az eltérés egy év alatt szinte észrevehetetlen, akár egy hajszál tizenhat kilométer távolságból.

Mihez vezetett mindez?

A NASA a Gravity Probe megvalósítására 1964-ben fordított először költségvetéséből. A kutatás költségei harmincnyolc évvel később valahol 650 millió dollár körül járnak - ez a történelem eddigi leghosszabban előkészített és legdrágább tudományos kísérlete.

A kísérlet előkészítésének kezdetekor az ilyen méréshez szükséges precíz és megbízható technika nem létezett, a rakétán kívül mindent úgy kellett feltalálni. A munkában a Stanford több száz hallgatója vett részt, kétharmaduk mérnök, harmaduk fizikus. Közülük az évek folyamán kilencvenegyen szereztek doktorátust a Gravity Probe különböző tervezési problémáinak megoldásával.

A különleges giroszkópok lelkét a valaha gyártott legtökéletesebb gömbök alkotják. A pingponglabda méretű, nióbiumbevonatú kvarcgömbök több fényéves körzetben a legkerekebb tárgyak: a felszíni eltérések magassága legfeljebb negyven atomréteg - ha a Föld ilyen tökéletes gömb lenne, a Mount Everest két és fél méter magasságban karcolná a felhőket.

A négy ultratökéletes giroszkóp a világűr hatásaitól (több száz fokos hőingadozás, napszél, űrlények) elzártan, abszolút nulla fokra hűtve egy vákuumkamrában lebeg majd, két éven keresztül.

Drága alaptudomány

A Gravity Probe programot az elmúlt negyven évben hétszer törölték, de minden esetben újraéledt, elsősorban a Stanford egyik fizikaprofesszora, Francis Everitt kiméletlen lobbitevékenységének köszönhetően.

Tokozatok, tökéletes golyóval
A program ellenzői főként azzal érvelnek, hogy a relativitáselmélet helyességét már egy csomó korábbi kisérlet igazolta. "Azok, akik szeretnek új dolgokat felfedezni, meglepődni, valószínűleg csalódni fognak." - vélekedik Jonathan Arons, a Berkeley kutatója.

A támogatók szerint a Gravity Probe az első olyan kísérlet, amely kozmosz alaptulajdonságait méri nagy pontossággal, így az egyetemi tankönyveken kívül bérelt helye van a klasszikus fizikai kísérletek között. "Nem fogok jósolgatni, hogy mi lesz az eredmény. Kísérletező vagyok, a kísérletileg bizonyítható igazságot keresem. Aki elfogult, az azt az eredményt kapja, amit eleve is kapni szeretett volna." - érvel Everitt.

A kísérleti műholdat a dél-kaliforniai Vandenberg katonai légibázisról bocsátják fel egy Delta II-es rakétán október 30-án, helyi idő szerint este negyed kilenckor.