Эффект «закручивания» пространства-времени изучили с рекордной точностью
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
Более ста лет назад Альберт Эйнштейн показал, что гравитация — это не сила в привычном понимании, а искривление пространства-времени массивными объектами. Из этой теории следует и менее очевидный эффект, известный как эффект увлечения инерциальных систем отсчета, или эффект Лензе — Тирринга. Согласно нему, вращающееся тело не только искривляет пространство-время, но и слегка «закручивает» его вокруг себя. Для Земли этот эффект чрезвычайно мал, поэтому его экспериментальная проверка требует исключительно точных измерений орбит спутников.
Именно эту задачу решила международная исследовательская группа под руководством Игнацио Чуфолини (Ignazio Ciufolini) из Университета Цинхуа (Китай). Основой эксперимента стал спутник LARES-2, запущенный Итальянским космическим агентством в 2022 году. Наземные станции посылают к спутнику лазерные импульсы и измеряют время их возвращения с миллиметровой точностью. Это позволяет чрезвычайно точно отслеживать положение аппарата на орбите.
Правда, одной только высокой точности измерений недостаточно. На движение спутника влияет множество факторов: неоднородности гравитационного поля Земли, давление солнечного излучения, а также приливные деформации, вызванные Луной и Солнцем. Чтобы выделить релятивистский сигнал, ученые объединили данные LARES-2 с наблюдениями более старого спутника LAGEOS и спутников миссии GRACE, которые помогают картировать гравитационное поле нашей планеты. Причем орбита LARES-2 была подобрана так, чтобы максимально компенсировать влияние основных источников погрешностей при совместном анализе с LAGEOS.
После обработки трех лет наблюдений исследователи измерили эффект увлечения инерциальных систем отсчета с относительной неопределенностью около одной тысячной. Это примерно в десять раз точнее предыдущих измерений эффекта в Солнечной системе. Полученное значение согласуется с предсказанием ОТО в пределах экспериментальной погрешности. Таким образом, альтернативные теории гравитации должны описывать данный эффект практически так же, как теория Эйнштейна.
Результаты научной работы, опубликованные в журнале Nature, имеют значение не только для фундаментальной физики. Анализ орбит спутников позволил также уточнить параметры лунно-солнечных приливов и характеристики гравитационного поля Земли. Такие данные обычно используют в геодезии, спутниковой навигации и исследованиях динамики нашей планеты.
Примечательно, что LARES-2 создали прежде всего как инструмент для максимально точной проверки эффекта Лензе — Тирринга, одного из ключевых предсказаний ОТО. Спустя более чем 100 лет теория Эйнштейна продолжает успешно проходить самые строгие экспериментальные испытания. При этом пределы, в которых могут существовать новые модели гравитации, становятся все уже.
Telegram 
Дзен 
VK В молекулярном облаке у самого центра нашей Галактики выявили эритрулозу — одну из тех довольно сложных молекул, которые называют «кирпичиками» жизни. Это открытие — важный аргумент в пользу предположения, которое за последние годы перешло в уверенность: эти соединения имеют именно космическое происхождение. Иными словами, во Вселенной повсюду возникают химические условия для зарождения жизни.
Специалисты по общественному здравоохранению выяснили, что факторы риска развития деменции, такие как низкий уровень образования, высокое кровяное давление и курение, радикально различаются по странам. Значит, универсальный для всего мира подход к профилактике этого тяжелого нейродегенеративного заболевания попросту не сработает в глобальном масштабе.
Ученые выяснили, что охрана потомства самцами у паукообразных развивалась независимо у самых разных видов, а не возникла когда-то у одного общего предка. Это опровергает давнюю идею о том, что отцовская забота в природе — исключительно редкая аномалия.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии