지구 주위를 뒤틀린 예술가의 개념. 이미지 크레디트 : NASA. 클릭하면 확대
지구는 시공간의 소용돌이에 있습니까?
우리는 곧 그 해답을 알게 될 것입니다. GP-B (Gravity Probe B)라는 NASA / 스탠포드 물리 실험은 최근 지구 궤도에서 과학 데이터 수집을 1 년 동안 마쳤습니다. 분석에 1 년이 더 걸리는 결과는 지구와 아마도 소용돌이 주위의 시공간 모양을 드러내야합니다.
아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 시간과 공간은 함께 결합되어“시공간”이라는 4 차원 직물을 형성합니다. 트램폴린의 한가운데에 앉아있는 무거운 사람처럼 지구의 엄청난 덩어리가이 천을 보조합니다. 아인슈타인은 중력은 단순히 딤플의 곡선을 따라 움직이는 물체의 움직임이라고 말합니다.
지구가 정지 해 있다면 이야기의 끝이 될 것입니다. 그러나 지구는 움직이지 않습니다. 우리의 행성이 회전하고 회전하면 딤플을 약간 비틀어 4 차원 소용돌이로 끌어 당겨야합니다. 이것은 GP-B가 확인하기 위해 우주로 갔던 것입니다.
실험의 기본 개념은 간단합니다.
회전 자이로 스코프를 지구 주위의 궤도에 놓고 회전축이 고정 된 기준점으로 먼 별을 향하게합니다. 외부 힘이없는 자이로 스코프의 축은 계속 별을 향해야합니다. 그러나 공간이 왜곡되면 자이로 스코프의 축 방향이 시간이 지남에 따라 표류해야합니다. 이 별에 대한 방향의 변화를 주목함으로써 시공간의 비틀림을 측정 할 수 있습니다.
실제로, 실험은 엄청나게 어렵다.
GP-B의 4 개의 자이로 스코프는 인간이 만든 가장 완벽한 구체입니다. 이 핑퐁 크기의 용융 석영과 실리콘 공은 1.5 인치이며 40 개 이상의 원자 층에 의해 완벽한 구체와 다를 바 없습니다. 자이로 스코프가 구형이 아닌 경우 상대 축의 영향 없이도 회전축이 흔들립니다.
계산에 따르면 지구 주위의 비틀린 시공간은 자이로의 축이 1 년에 걸쳐 0.041 arcseconds 만 표류하게해야합니다. 아크 초는 도의 1/3600입니다. 이 각도를 합리적으로 측정하기 위해 GP-B는 0.0005 arcseconds의 환상적인 정밀도가 필요했습니다. 가장자리에서 100 마일 떨어진 용지 한 장의 두께를 측정하는 것과 같습니다.
GP-B 연구원들은이를 가능하게하기 위해 완전히 새로운 기술을 발명했습니다. 그들은 자이로를 방해하지 않고 지구 대기의 바깥층을 칫솔질 할 수있는“끌지 않는”위성을 개발했습니다. 그들은 우주선에서 지구를 관통하는 자기장을 유지하는 방법을 알아 냈습니다. 그리고 그들은 자이로를 건드리지 않고 자이로의 회전을 측정하는 장치를 만들었습니다.
실험을 끝내는 것은 특별한 도전이었습니다. 많은 시간과 돈이 투입되었지만 GP-B 과학자들은 그렇게 한 것으로 보입니다.
스탠포드 대학 GP-B의 수석 연구원 인 프랜시스 에버릿 (Francis Everitt) 물리학 교수는 실험 실험에서“큰 놀라움은 없었다”고 말했다. 이제 데이터 수집이 완료되었으므로 GP-B 과학자들 사이의 분위기는“열정이 많으며 많은 노력이 우리 앞에옵니다”라고 말합니다.
신중하고 철저한 데이터 분석이 진행 중입니다. 에버릿은 과학자들이 3 단계로이를 수행 할 것이라고 설명했다. 먼저, 그들은 일년 내내 매일 실험 데이터를보고 불규칙성을 점검합니다. 다음으로 데이터를 대략 한 달 정도의 덩어리로 나누고 마지막으로 일년 내내 살펴볼 것입니다. 이렇게함으로써 과학자들은보다 간단한 분석이 놓칠 수있는 문제를 찾을 수 있어야합니다.
결국 전 세계 과학자들이 데이터를 면밀히 조사 할 것입니다. Everitt는“우리는 우리의 가장 엄격한 비평가들이 우리가되기를 원합니다.”라고 말합니다.
말뚝이 높습니다. 그들이 예상대로 정확하게 소용돌이를 감지하면 그것은 아인슈타인이 다시 옳다는 것을 의미합니다. 하지만 그렇지 않으면 어떻게해야합니까? 아인슈타인 이론에는 결함이있을 수 있는데, 이는 물리학의 혁명을 예고하는 작은 불일치입니다.
그러나 먼저 분석 할 데이터가 많이 있습니다. 계속 지켜봐 주시기 바랍니다.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
