Nova otkrića potvrdila Ajnštajnovu teoriju

Ključna teorija koja je zaludela naučnike bila je Ajnštajnova tvrdnja da su prostor i vreme elastični, pa čak i da mogu biti iskrivljeni i izduženi nalik na gumene bombone. Test koji je ovo pokazao, uključivao je posmatranje zvezda čiji je prividan položaj na nebu u blizini Sunca I merenje da li je Sunčeva gravitacija dovoljno zakrivila prostor – vreme da bi malo promenila putanju svetlosti sa zvezda. Pomračenje Sunca 1919. godine omogućilo je naučnicima da te zvezde vide jasno i obave potrebna merenja – dokazujući da su Ajnštajnove teorije tačne.

Možda mislite da je, u situaciji kada naučni pronalazak nije ozbiljnije izazvan 93 godine, stvar gotovo rešena, ali eksperimentalni fitičari su konstantno napadali i ispitivali Ajnštajnove pretpostavke. Ovo je više od tvrdoglavog skepticizma na delu: neke od implikacija relativnosti je jako teško dokazati, te fizičari konstantno smišljaju nova, kompleksnija i osetljivija istraživanja, ali je teorija i dalje korak ispred njih.

To objašnjava skorašnja obaveštenja iz sedišta NASA. Posle sedam otkazivanja i odlaganja, misija Gravity Probe B, skraćeno GP-B, konačno je potvrdila ne jednu, nego dve pretvostavke teorije relativnosti – a za to je bilo potrebna 51 godina i tričavih 750 miliona dolara.

Da bismo razumeli otkriće misije, moramo prvo da upoznamo prostor – vreme, četvorodimenzionalnu binu po kojoj pleše sve u Univerzumu. Ono što mi smatramo da je gravitacija, po rečima Ajnštajna, nije sila koja privlači dva tela jedno drugom. Po njemu, gravitacija je zakrivljenje u prostor – vremenu koje “nagovara” tela da se kreću. Klasična analogija u svakodnevnici je lopta za kuglanje postavljena na trombolini: kugla pravi udubljenje na površi tromboline. Ovo je približna slika načina na koji neka zvezda ili planeta tera prostor – vreme da se zakrivi.

Velika je razlika između razmatranja prostor – vremena kao ravne površine, i nečega što ispunjava Univerzum. Ova činjenica onemogućuje da se zakrivljenje zamisli i prikaže, čak i fizičarima. U svakom slučaju, ukoliko kliker bacite blizu velike kugle na trombolini, ona će upasti u udubljenje koje je velika kugla stvorila, baš kao što meteor koji prolazi blizu Zemlje pada na nju.

Ovo je prvi deo. Drugi deo je posledica rotacije Zemlje. Naime, ukoliko se vratimo na reprezantaciju Zemlje loptom za kuglanje, dolazimo do zaključka, da pošto Zemlja rotira oko svoje ose, ona prouzrokuje uvijanje površine u pravcu rotracije. Isto važi i za prostor – vreme. GP – B je merio obe pojave, i udubljenje i uvijanje.

Letelica je ovaj izvanredan podvig načinila unoseći četiri najbolje napravljena žiroskopa ikada, koji su u stvari superprovodne lopte od niobiuma, u orbitu oko planete Zemlje, dok je sam brod bio okrenut tačno ka zvezdi IM Pegasi tokom 17 meseci, počevši još 2004. godine. Za to vreme, loptice su nezavisno lebdele, trpeći uticaj samo magnetnog polja. Ukoliko bi žiroskopi održali istu orijentaciju kao i brod koji ih nosi, to bi značilo povrgavanje Ajnštajnove teorije. Međutim, one su se malo zakrivile, pokazujući time da je satelit leteo kroz zakrivljen prostor. Relativnost je ponovo izašla na površinu.

Ipak, bilo je potrebno određeno vreme da bi se shvatilo da je eksperiment, ipak, bio neuspeh. Naelektrisanje se pojavilo na samoj površini svake od lopticu, indukujući samim tim dodatnu silu, koju je bilo jako teško otkriti. Čak i kada su to uradili, fizičari su shvatili da mogu meriti već pomenuto udubljenje sa tačnošću od 1%, a uvrtanje sa tačnošću 19%. Pola veka nakon prvog predloga Gravity Probe B – a, fizičari su potvrdili oba efekta.

“Moram da pohvalim tim Gravity Probe B-a zbog njihovih rezultata, zato što je GP – B zaista veoma težak i lep eksperiment”, rekao je za sajt ScienceNOW italijanski fizičar Ignasio Kiufolini. On je bio jako uviđavan, imajući u vidu da je njegov projekat LAGEOS satelit izmerio uvrtanje sa većom preciznošću pre par godina.

LAGEOS i ostali eksperimenti koji su imali slična otkriću, nisu bili jeftini, ali im cena nije bila 750 miliona dolara, cena koju sebi na samom kraju nije ni NASA mogla da priušti sebi. Oni su se povukli iz finansiranja, oslanjajući se na Saudijskog naučnika da ubaci poslednjih par miliona.

Dakle, da li je Gravity Probe B bio vredan toga? Ako pitate naučnike iz tima Gravity Probe B–a, misija je bila veliki uspeh. Ipak, radi opravdanja misije u svetlu ogromne cene, sporog napretka i nepreciznih rezultata, ne mogu se samo pozvati na Ajnštajna. Međutim, oni ističu da su ostali članovi tima, npr. studenti diplomci, uradili jako važne stvari (Seli Rajd je postala prva Amerikanka koja je bila u svemiru) i da tehnologija koja je razvijena tokom projekta GP – B ima širok spektar primene, uključujući, verovali ili ne, GPS sisteme koji pomažu farmerima u sadnji veoma precizno raspoređenih redova kukuruza.

Za one upoznate sa NASA-inom pres službom, ovo nije prilično ubedljivo. Ukoliko se pozivate na poloprivredu da bi ste objasnili fizički eksperiment, onda ste definitivno malo očajni. Sa sve manjim budžetom, bolji redovi kukuruza neće ubediti NASU da odobri sredstva za sve veće i skuplje testove Opšte relativnosti.

Ipak, novac za takve studije izgleda da nije ni planiran. Prošlog meseca je NASA objavila povlačenje planirane misije Laser Interferometer Space Antenna, koja je trebalo da krene u potragu za gravitacionim talasima, još jednom čudnom pretpostavkom relativnosti. Izgleda da će proći još vremena do sledećeg događaja koji će stvarno uzdrmati svet naučnika.

Izvor: Time
Prevod: N. Đorđević