La Sonda Gravity Probe B conferma Due Teorie di Einstein sullo Spazio-tempo



Nell'immagine sono mostrate le previsioni di Einstein e l'Equazione di Schiff per calcolarle. Credit: Università di Stanford


Un gruppo di ricercatori è riuscito a confermare due previsioni enunciate da Albert Einstein attraverso la Teoria della Relatività Generale, concludendo cosi anche uno dei più lunghi progetti della NASA. La sonda Gravity Probe B, lanciata come esperimento anni fa, ha usato 4 giroscopi ultra-precisi all’interno di un satellite, per misurare due aspetti legati alla gravità. Il primo è l’effetto geodetico, cioè l’avvolgimento dello spaziotempo intorno ad un corpo gravitazionale. Il secondo è l’effetto di trascinamento, o frame-dragging, che prevede che i corpi rotanti trascinino lo spaziotempo intorno a loro. La Gravity Probe B ha determinato entrambi questi effetti con una precisione senza precedenti, usando come punto fermo una stella singola: IM Pegasi, mentre si trovava in rotazione polare intorno alla Terra.

Se la gravità non influisse lo spazio ed il tempo, i giroscopi della sonda dovrebbero puntare sempre nella stessa direzione mentre in orbita. Ma, come previsto dalla Teoria della Relatività, i giroscopi hanno misurato dei piccoli cambiamenti nella direzione delle loro rotazioni, mentre la gravità terrestre agiva sullo spaziotempo.

A questo progetto, gli scienziati stavano lavorando da ben 52 anni. Ora i risultati finali sono stati pubblicati sul giornale scientifico “Physical Review Letters”.



Concept artistico della sonda Gravity Probe B intorno alla Terra che sta misurando il campo dello spaziotempo, una descrizione a 4 dimensioni dell'universo che prevede : altezza, lunghezza, larghezza e appunto, tempo. Credit: NASA

“Immaginate la Terra come se fosse immersa nel miele” spiega Francis Everitt, investigatore principale per la sonda Gravity Probe B, presso l’Università di Stanford. “Quando il pianeta ruota, il miele intorno ad esso gira a vortice. E’ la stessa cosa con lo spazio ed il tempo. Gravity Probe B ha confermato due delle più profonde previsioni di Einstein, e hanno entrambi grandissime implicazioni in tutto il campo della ricerca astrofisica. Allo stesso modo, le innovazioni tecniche dietro questa missioni avranno una grande eredita sia per quanto riguarda la Terra che lo spazio.”

La NASA ha iniziato a lavorare a questo progetto nell’autunno del 1963, con l’idea iniziale di sviluppare un esperimento a giroscopi. Ci sono voluti decenni per sviluppare la giusta tecnologia, tra le più ad avanguardia, per riuscire a controllare tutti i disturbi ambientali che la sonda poteva subire, come attrito aerodinamico, influenze del campo magnetico, variazioni termiche… I sistemi di orientamento della sonda, ed i suoi giroscopi sono tra le cose più precise mai prodotte dall’uomo.

!I risultati di questa missione avranno un impatto a lungo termine su tutto il lavoro teoretico dei fisici” ha spiegato Bill Danchi, astrofisico della NASA. “Tutte le future sfide alla Teoria della Relatività di Einstein dovranno cercare misurazioni più precise di quanto non siamo riusciti a fare con la Gravity Probe B.”

Le innovazioni create per la sonda Gravity Probe B hanno negli anni permesso di migliorare notevolmente le tecnologie GPS che permettono per esempio agli aerei di atterrare senza pericoli. Ulteriori tecnologie sviluppate per questa missione sono state poi usate anche per la missione Cosmic Background Explorer, che ha fatto alcune delle misurazioni più precise di sempre riguardo a quello che rimane delle tracce del Big Bang. Questo ha portato a vincere il Premio Nobel al fisico della NASA John Mather.

I calcoli dell’effetto trascinamento ha, tra l’altro, permesso di costruire una serie di satelliti molto complessi, tra cui il Gravity Recovery ed il Climate Experiment della NASA, come anche il Ocean Circulation Explorer, della ESA. Questi satelliti forniscono misurazioni di grandissima precisione riguardo all’esatta forma della Terra, fattore critico per la navigazione su terra o mare, e per capire la relazione tra la circolazione delle masse oceaniche ed i pattern climatici.

Nel seguente video c’è la discussione, presso la NASA, dei risultati della sonda Gravity Probe B:



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La Sonda Gravity Probe B conferma Due Teorie di Einstein sullo Spazio-tempo

5 maggio 2011 di Adrian

Nell'immagine sono mostrate le previsioni di Einstein e l'Equazione di Schiff per calcolarle. Credit: Università di Stanford

Un gruppo di ricercatori è riuscito a confermare due previsioni enunciate da Albert Einstein attraverso la Teoria della Relatività Generale, concludendo cosi anche uno dei più lunghi progetti della NASA. La sonda Gravity Probe B, lanciata come esperimento anni fa, ha usato 4 giroscopi ultra-precisi all’interno di un satellite, per misurare due aspetti legati alla gravità. Il primo è l’effetto geodetico, cioè l’avvolgimento dello spaziotempo intorno ad un corpo gravitazionale. Il secondo è l’effetto di trascinamento, o frame-dragging, che prevede che i corpi rotanti trascinino lo spaziotempo intorno a loro. La Gravity Probe B ha determinato entrambi questi effetti con una precisione senza precedenti, usando come punto fermo una stella singola: IM Pegasi, mentre si trovava in rotazione polare intorno alla Terra.

Se la gravità non influisse lo spazio ed il tempo, i giroscopi della sonda dovrebbero puntare sempre nella stessa direzione mentre in orbita. Ma, come previsto dalla Teoria della Relatività, i giroscopi hanno misurato dei piccoli cambiamenti nella direzione delle loro rotazioni, mentre la gravità terrestre agiva sullo spaziotempo.

A questo progetto, gli scienziati stavano lavorando da ben 52 anni. Ora i risultati finali sono stati pubblicati sul giornale scientifico “Physical Review Letters”.

Concept artistico della sonda Gravity Probe B intorno alla Terra che sta misurando il campo dello spaziotempo, una descrizione a 4 dimensioni dell'universo che prevede : altezza, lunghezza, larghezza e appunto, tempo. Credit: NASA

“Immaginate la Terra come se fosse immersa nel miele” spiega Francis Everitt, investigatore principale per la sonda Gravity Probe B, presso l’Università di Stanford. “Quando il pianeta ruota, il miele intorno ad esso gira a vortice. E’ la stessa cosa con lo spazio ed il tempo. Gravity Probe B ha confermato due delle più profonde previsioni di Einstein, e hanno entrambi grandissime implicazioni in tutto il campo della ricerca astrofisica. Allo stesso modo, le innovazioni tecniche dietro questa missioni avranno una grande eredita sia per quanto riguarda la Terra che lo spazio.”

La NASA ha iniziato a lavorare a questo progetto nell’autunno del 1963, con l’idea iniziale di sviluppare un esperimento a giroscopi. Ci sono voluti decenni per sviluppare la giusta tecnologia, tra le più ad avanguardia, per riuscire a controllare tutti i disturbi ambientali che la sonda poteva subire, come attrito aerodinamico, influenze del campo magnetico, variazioni termiche… I sistemi di orientamento della sonda, ed i suoi giroscopi sono tra le cose più precise mai prodotte dall’uomo.

!I risultati di questa missione avranno un impatto a lungo termine su tutto il lavoro teoretico dei fisici” ha spiegato Bill Danchi, astrofisico della NASA. “Tutte le future sfide alla Teoria della Relatività di Einstein dovranno cercare misurazioni più precise di quanto non siamo riusciti a fare con la Gravity Probe B.”

Le innovazioni create per la sonda Gravity Probe B hanno negli anni permesso di migliorare notevolmente le tecnologie GPS che permettono per esempio agli aerei di atterrare senza pericoli. Ulteriori tecnologie sviluppate per questa missione sono state poi usate anche per la missione Cosmic Background Explorer, che ha fatto alcune delle misurazioni più precise di sempre riguardo a quello che rimane delle tracce del Big Bang. Questo ha portato a vincere il Premio Nobel al fisico della NASA John Mather.

I calcoli dell’effetto trascinamento ha, tra l’altro, permesso di costruire una serie di satelliti molto complessi, tra cui il Gravity Recovery ed il Climate Experiment della NASA, come anche il Ocean Circulation Explorer, della ESA. Questi satelliti forniscono misurazioni di grandissima precisione riguardo all’esatta forma della Terra, fattore critico per la navigazione su terra o mare, e per capire la relazione tra la circolazione delle masse oceaniche ed i pattern climatici.

Nel seguente video c’è la discussione, presso la NASA, dei risultati della sonda Gravity Probe B:

Oltre a questo, l’esperimento Gravity Probe B ha permesso di allevare più 100 dottori in ricerca e 15 master candidati alle migliori università del mondo. Più di 350 lauree e dozzine di progetti scolastici con studenti che hanno lavorato al progetto insieme a scienziati ed ingegneri aerospaziali dei maggiori enti spaziali. Una delle studentesse che inizio lavorando proprio alla Gravity Probe B, poi diventò la prima donna nello spazio: Sally Ride. Un’altro, Eric Cornell, ha vinto il Premio Nobel per la Fisica nel 2001.

“La Gravity Probe B aggiunge molto in tanti modi, sia riguardo alla conoscenza della teoria della relatività che in generale, ed i suoi effetti positivi si fanno sentire…” ha spiegato Ed Weiler, amministratore associato per le Missioni Scientifiche della NASA.

Tutto questo va a dimostrare, se ce ne fosse ancora bisogno, di quanto la ricerca nell’astrofisica e nell’industria spaziale, possa essere fondamentale e di grandissimo impatto.

http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/ma ... obe_B.html

http://einstein.stanford.edu/highlights/status1.html

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2011 ... zio-tempo/