Человечество склонно верить чаще в непознанное, нежели в результаты научных экспериментов. Этот парадокс легко объясним: подтверждения учёных, основанные на законах физики, химии и других наук, не оставляют надежды на тайну, а она всегда притягательнее скучной прозы жизни. Можно сколько угодно дискутировать на тему искривления пространства, выдвигать версии и гипотезы. Но один из последних экспериментов, проведённых NASA, доказывает: действительно искривляет пространство и время отнюдь не какое-либо действие, совершаемое на наше шарообразной планете, а… сама Земля.

Пространство и время искривляются громадным шаром

Журнал: Самые великие, №9 — сентябрь 2014 года
Выпуск: Ядерные взрывы и искривления пространства
Автор: Юрген Тарапков

Пробы Probe-B

Гипотезу о том, что планета при вращении искривляет пространство и время, великий физик Альберт Эйнштейн выдвинул ещё в 1916 году. И она на сегодня доказана учёными, исследовавшими результат эксперимента, поставленного специалистами Американского национального аэрокосмического агентства (NASA) в 2004 году.
Для проверки гипотезы учёные NASA 10 лет назад запустили спутник Gravity Probe-B. Этот аппарат нёс в себе четыре кварцевых шара, все они были покрыты ниобием.
Ниобий — блестящий серебристо-серый металл. В последнее время ниобий и его сплавы всё шире применяются в промышленности, поскольку этот металл достаточно тугоплавок, с малым сечением захвата тепловых нейтронов, у него есть способность образовывать жаропрочные, сверхпроводящие и другие сплавы.
Ниобий стоек к коррозии, хорошо обрабатывается давлением на холоде и сваривается. В основном металл применяют в ракетостроении, авиационной и космической технике, радиотехнике, электронике, химическом, аппаратостроении, в атомной энергетике. Покрытие сфер ниобием, по сути, сделало их абсолютно уникальными, никогда прежде что-либо подобное в космос не запускалось. Достаточно сказать, что температура кварцевых шаров была близка к абсолютному нулю (-273 °С).
Шары изолировали от вмешательств извне и поместили в наиболее «тихую» из всех когда-либо существовавших среду — в ёмкость со сверхжидким гелием. После того как шары попали на орбиту, им задали вращательный импульс.
При условии подтверждения теории Эйнштейна об искажении Землёй пространства и времени следовало ожидать, что масса и вращение Земли в 640 километрах от кварцевых шаров сместят их на незначительное расстояние, которое в ходе эксперимента всё же удастся измерить.
Спутник Gravity Probe-B выдал данные, выявившие факт смещения шаров. Но учёные столкнулись с определёнными затруднениями. В частности, им требовалось доказать, что выявленное смещение шаров выходит за пределы погрешности измерений. Кроме того, необходимо было подтвердить достоверность самого факта смещения и тем самым признать: теория гениального Эйнштейна совершенно справедлива.
Отклонившиеся в пространстве и времени шары спутника, сместившиеся вследствие «провокации» Земли, — современное практическое доказательство разработанной Эйнштейном знаменитой Общей теории относительности. Она гласит, что на пространство и время оказывают влияние все крупные и массивные объекты. Под данными объектами, разумеется, подразумеваются планеты и звезды.
В случае ошибки Эйнштейна в ходе эксперимента на вращающиеся кварцевые шары не влияли бы никакие внешние силы — давление, температура, магнитное поле, гравитация и электрические заряды. Однако великий физик-теоретик полагал, что искривление пространства и времени вокруг Земли все же будет определённым образом влиять на положение близлежащих объектов, и это смещение, пусть и с большим трудом, но можно измерить. В самом деле, кварцевые шары в течение года отклонились от оси вращения лишь на одну тысячную угловой секунды.
«Этот показатель сравним с толщиной человеческого волоса, видимой на расстоянии 16 километров. Словом, это очень маленький угол, и вот такой филигранной точности должен был достичь аппарат Gravity Probe-B», — объяснил общественности результаты проекта его руководитель профессор Стэндфордского университета Фрэнсис Эверитт.
Учёные неоднократно предпринимали попытки экспериментально проверить теорию Эйнштейна. Первое предложение сделать это выдвинули ещё в 1959 году, спустя почти полвека с момента создания Специальной теории относительности. Однако пришлось ожидать, ещё полвека — до того момента, когда эксперимент стал технически осуществим. Как отмечала ВВС, за это время порядка 100 студентов, исследовавших разные аспекты теории Эйнштейна, успешно защитили дипломные работы.
Между прочим, исследования, проведённые с помощью Gravity Probe-B, помогли не только науке. Полученные в процессе подготовки спутника к запуску наработки учёных, в частности, поспособствовали усовершенствованию спутниковой системы навигации GPS.
Как сказал профессор Университета имени Вашингтона Клиффорд Уилл, прецессия гироскопа в гравитационном поле вращающегося тела до сих пор никогда не измерялась. И дело даже не в том, что полученные в данном случае результаты поддерживают теорию Эйнштейна — физики никогда не перестанут проверять основные теории. Это необходимо либо для их опровержения, либо для того, чтобы что-то открыть за пределами этих стандартных теорий. Причём порой единственная возможность провести подобные эксперименты — это вынести их в космос, как в случае с Gravity Probe-B.