NASA와 대학 연구원의 국제 팀은 지구가 회전하면서 지구가 시간과 공간을 끌고 있다는 최초의 직접적인 증거를 발견했습니다.
연구진은 1918 년 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 이용하여 지구 궤도를 도는 레이저 거리 위성의 궤도 변화를 정확하게 관찰함으로써 그 효과를 측정했다고 믿고있다. 연구원들은 NASA 우주선 인 LAGEOS I (Laser Geodynamics Satellite I)와 NASA / 이탈리아 항공 우주국 (ASI) 우주선 인 LAGEOS II의 궤도를 관찰했다.
저널 Nature에보고 된이 연구는 회전하는 질량이 주위의 공간을 끌게 될 것이라고 예측하는 기괴한 효과의 최초의 정확한 측정입니다. Lense-Thirring Effect는 프레임 드래그라고도합니다.
이 팀은 이탈리아 레체 대학교 (University of Lecce)의 Ignazio Ciufolini 박사와 NASA의 Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. 및 메릴랜드 대학교 볼티모어 카운티.
Pavlis는“일반 상대성 이론은 거대한 회전 물체가 회전 할 때 시공간을 드래그해야한다고 예측합니다. “프레임 드래그는 볼링 볼이 당밀과 같은 두꺼운 유체에서 회전 할 때 발생하는 것과 같습니다. 공이 회전하면서 당밀을 그 자체로 당깁니다. 당밀에 갇힌 것은 공 주위로 움직입니다. 마찬가지로, 지구가 회전함에 따라 지구 주위의 시공간을 끌어 당깁니다. 이것은 지구 근처의 위성 궤도를 이동시킬 것입니다.” 이 연구는 저자 팀이 효과에 대한 최초의 직접적인 탐지를보고 한 1998 년 초기 연구에 대한 후속 조치입니다.
이전 측정은 당시 사용 가능한 중력 모델의 부정확성으로 인해 현재 작업보다 정확도가 떨어졌습니다. NASA의 GRACE 미션 데이터를 통해 새로운 모델의 정확도가 크게 향상되어 새로운 결과가 가능해졌습니다.
Pavlis는“우리는 LAGEOS I과 II의 궤도면이 지구의 회전 방향으로 매년 약 6 피트 (2 미터) 이동 된 것을 발견했습니다. “우리의 측정 값은 일반적인 상대성 이론에 의해 예측 된 것과 99 % 일치하는데, 이는 우리의 오차 한계 +5 또는 -5 % 내에 있습니다. 중력 모델 오류가 공식적으로 인용 된 값의 두 배나 세 배나 떨어져도 측정 결과는 여전히 10 % 이상 정확합니다.” 2004 년에 발사 된 NASA 우주선 인 Gravity Probe B의 향후 측정으로이 오류 마진이 1 % 미만으로 줄어들 것입니다. 이것은 물리학에 대해 연구원들에게 훨씬 더 많은 것을 약속 할 것입니다.
Ciufolini 팀은 LAGEOS 위성을 사용하여 이전에 Lense-Thirring 효과를 관찰했습니다. 최근에는 블랙홀이나 중성자 별과 같은 강렬한 중력장을 가진 먼 천체에서 관측되었습니다. 지구를 중심으로 한 새로운 연구는이 현상을 5-10 % 수준으로 직접 측정 한 최초의 정확한 방법입니다. 이 팀은 10 년 전 Ciufolini가 고안 한 방법을 사용하여 1993 년부터 2003 년까지 LAGEOS 위성의 11 년 레이저 거리 데이터를 분석했습니다.
이 측정에는 GRACE 데이터 분석을 기반으로 최근에 사용 가능하게 된 EIGEN-GRACE02S라고하는 지구 중력장의 매우 정확한 모델을 사용해야했습니다. 이 모델은 오스틴에있는 텍사스 대학교 우주 연구소 (University for Space Research)와 함께 GRACE 임무의 공동 연구자 인 독일의 GeoForschungs Zentrum Potsdam에서 개발되었습니다.
1992 년에 출시 된 LAGEOS II와 1976 년에 출시 된 LAGEOS I는 레이저 범위 전용의 수동 위성입니다. 이 과정에는 지구의 여러 스테이션에서 레이저 펄스를 위성으로 보내고 왕복 이동 시간을 기록해야합니다. 알려진 광속에 대한 값이 주어지면이 측정을 통해 과학자들은 지구의 레이저 거리 측정 스테이션과 위성 사이의 거리를 정확하게 결정할 수 있습니다.
캘리포니아 주 팔로 알토에 소재한 NASA와 스탠포드 대학교는 Gravity Probe B를 개발했다. 이는 극지방에서 직접 400 마일을 도는 지구 위성에 포함 된 4 개의 자이로 스코프의 회전 방향의 미세한 변화를 정확하게 확인할 것이다. 이 실험은 Lin-Thirring Effect를 포함하여 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 관련된 두 가지 이론을 테스트합니다. 이러한 영향은 지구에는 작지만 물질의 본질과 우주의 구조에 광범위한 영향을 미칩니다.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
