Є рядок із раннього епізоду Теорія великого вибуху серія, де Гравітаційний зонд Б описується як "проблиски" прогнозованого Ейнштейном ефекту перетягування кадрів. Насправді не зовсім зрозуміло, що експеримент зміг остаточно відрізнити ефект перетягування кадрів від фонового шуму, створеного деякими надзвичайно незначними відхиленнями в його системі виявлення.
Незалежно від того, чи це вважається сприйняттям кадрів (нібито останнє неперевірене передбачення загальної відносності) та гравітаційний зонд Б стали зв’язаними у суспільній свідомості. Ось ось короткий буквар про те, що Gravity Pro B може бути, а може і не бачити.
Супутник Gravity Probe B був запущений в 2004 році і встановив полярну орбіту на відстані 650 кілометрів навколо Землі з чотирма сферичними гіроскопами. Експериментальна конструкція запропонувала, що за відсутності простору-часу або кривизни простору та часу, ці гіроскопи, що рухаються по орбіті вільного падіння, повинні крутитися зі своєю віссю обертання, безпомилково вирівняною з віддаленою опорною точкою (у цьому випадку зірка І. М. Пегасі) .
Щоб уникнути будь-яких електромагнітних перешкод від магнітного поля Землі, гіроскопи розміщувались у колбі термоса, свинцевою оболонкою, оболонка якої заповнена рідким гелієм. Це захищало прилади від зовнішніх магнітних перешкод і холодної включеної надпровідності в межах детекторів, призначених для моніторингу віджимання гіроскопів.
Повільно витікаючий гелій з колби також використовувався в якості палива. Щоб гіроскопи залишалися у вільному падінні у випадку, якщо супутник стикався з будь-яким атмосферним затягуванням - супутник міг здійснювати хвилинні корективи траєкторії, по суті, летячи навколо гіроскопів, щоб гарантувати, що вони ніколи не вступатимуть у контакт зі сторонами своїх контейнерів.
Тепер, хоча гіроскопи були у вільному падінні, - це було вільне падіння, яке відбувається навколо та навколо планети, що викривляє космічний час. Гіроскоп, що рухається з постійною швидкістю в досить порожньому просторі, також знаходиться у «невагомому» вільному падінні - і такий гіроскоп можна було б очікувати, що він буде крутитися нескінченно навколо своєї осі, без того, що вісь ніколи не зміщуватиметься. Аналогічно, в тлумаченні сили тяжіння Ньютона - сили, що діє на відстань між масивними предметами - немає жодної причини, через яку вісь гіроскопа на орбіті вільного падіння також повинна зміщуватися.
Але для гіроскопа, що рухається в Ейнштейнській інтерпретації круто вигнутого простору-часу, що оточує планету, її вісь спіна повинна «нахилятися» у схил простору-часу. Отже, на одній повній орбіті Землі вісь спіна в кінцевому підсумку буде вказувати в дещо іншому напрямку, ніж напрямок, з якого вона почалася - дивіться анімацію в кінці цього кліпу. Це називається геодезичним ефектом - і гравітаційний зонд B фактично продемонстрував існування цього ефекту лише в межах 0,5% ймовірності, що дані виявляють нульовий ефект.
Але Земля є не лише масивним криволінійним простором-часом, але й обертається. Це обертання теоретично повинно створювати перетяг простору-часу, в який вбудована Земля. Отже, це перетягування кадрів повинно перетягнути щось, що знаходиться на орбіті в напрямку обертання Землі.
У випадку, коли геодезичний ефект зміщує вісь віджиму полярного орбітального гіроскопа у широтному напрямку - перетягування кадру (також відоме як ефект тривоги), має зміщувати його у поздовжньому напрямку.
І ось, звідки Gravity B не дуже вдалося. Було встановлено, що геодезичний ефект зміщує вісь віджиму гіроскопів на 6,606 міліарсекунд на рік, тоді як ефект, що затягує кадр, повинен був змістити її на 41 міліарсекунд на рік. Цей набагато менший ефект було важко відрізнити від фонового шуму, що виникає внаслідок невеликих недосконалостей, що існують у самих гіроскопах. Дві ключові проблеми, мабуть, були зміною шляху полуходу та більшим, ніж очікувалося, проявом ньютонівського крутячого моменту - або скажімо просто, що, незважаючи на найкращі зусилля, гіроскопи все ще трохи коливались.
Триває робота з ретельного витягування очікуваних даних, що цікавлять, із записів шумних даних, через ряд припущень, які ще можуть бути предметом подальшої дискусії. Звіт 2009 року сміливо стверджував це ефект перетягування кадрів тепер чітко видно в оброблюваних даних - хоча ймовірність того, що дані представляють нульовий ефект, в інших місцях повідомляється на рівні 15%. Тож, можливо, проглядається - це кращий опис на даний момент.
Між іншим, гравітаційний зонд А був запущений ще в 1976 році - і за дві години на орбіті фактично підтвердив прогноз Ейнштейна червоним зміщенням в межах 1,4 частини на 10000. Або скажемо лише, що це показало, що годинник на висоті 10 000 км працює значно швидше, ніж годинник на землі.
Подальше читання: Експеримент Gravity Probe B у двох словах.
