- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Con quay hồi chuyển chứng minh Einstein đã đúng ppsx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (131.95 KB, 6 trang )
Con quay hồi chuyển chứng minh
Einstein đã đúng
Einstein một lần nữa đã đúng. Đúng là có võng xoáy không gian – thời
gian xung quanh Trái đất, vì hình thù của nó khớp chính xác theo dự đoán từ
thuyết tương đối của ông.
Các nhà nghiên cứu đã xác nhận điều nàyhôm 4 tháng 5trong cuộchọp báo
tại trụ sở NASA, nơihọ côngbố các kết quả được chờ đợitừ lâu của nhiệm vụ
GravityProbe B (GP-B).
“Chúng ta đã hoàn thành thí nghiệmlịch sử này để kiểm chứng lý thuyết về vũ trụ
của Einstein, và Einstein đã thắng”, khẳng định từ nhà vật lý Francis Everittcủa
Đại họcStanford,trưởng dự án GravityProbeB của NASA.
Kết quả
Sau 31năm nghiên cứu vàphát triển, 10năm chuẩn bị cho chuyến bay vào vũ trụ,
1,5 nămthời gianbay trong không gian,và 5 năm phân tích dữ liệu, cuối cùng
nhóm nghiên cứu GP-B đã đạt đượcnhững kếtquả thí nghiệmchính thức cuối
cùng cho cuộc kiểm chứng lịch sử đối với thuyết tươngđối rộngnăm 1916 của
Einstein.Bản tómtắt báo cáo của nhóm nghiêncứu như sau:
Vệ tinh Gravity Probe B, đượcphóng lên không gianngày 20tháng 4năm 2004,
nhằmkiểm tra hai dự đoán cơ bản từ Thuyết tươngđối Rộng củaEinstein về hiệu
ứng võng (geodeticeffect)và hiệu ứngkéo khung (frame-dragging effect), [thí
nghiệm]dựa trêncác con quay luân chuyển (gyroscope) trên quỹ đạo Trái đất,
được duytrì trongnhiệt độ siêu lạnh. Dữ liệu được bắt đầu thuthập từ ngày 14
tháng8 năm 2005. Việc phân tích dữ liệu từ 4 con quay luânchuyển chỉ ramức
lệch võng6,601.8±18.3mas/năm, và mức lệch kéo khung là -37:2±7.2 mas/năm,
trong khidự đoán tương ứngcủa thuyết tươngđối rộnglà -6,606.1mas/yr and-
39.2 mas/yr, (‘mas’ là milliarc-giây; 1 mas=4.848 X10-9radian, hay2.778 X10-7
độ).
Bảng dữ liệuvà đồ thị dưới đây cung cấp kết quả số liệu từ mỗi con quay luân
chuyển, số bình quân gia quyền của cả 4 con quay,và dự đoán đượcLeonardSchiff,
nhà vật lý của Đại học Stanford tính toántheo thuyết tươngđối rộng củaEinstein.
Gravity Probe B — Kết quả Thí nghiệm Chính
thức
Các
con quay
rN-S (Đo
hiệu ứng Võng)
rW-E
(Đo hiệu ứng
Kéo Khung)
Kết quả đo được ở từng con quay luân chuyển
Con
quay #1
-
6,588.6±31.7
mas/năm
-
41.3±24.6
mas/năm
Con
quay #2
-
6,707.0±64.1
-
16.1±29.7
mas/năm mas/năm
Con
quay #3
-
6,610.5±43.2
mas/năm
-
25.0±12.1
mas/năm
Con
quay #4
-
6,588.7±33.2
mas/năm
-
49.3±11.4
mas/năm
Bình quân gia quyền trên cả 4 con quay
Tất cả
4 con quay
-
6,601.8±18.3
mas/yr
-
37.2±7.2
mas/năm
Giá trị Schiff dự đoán theo thuyết Einstein
Con
quay trên lý
thuyết
-6,606.1
mas/năm
-39.2
mas/năm
Trục tung: Độ lệch Bắc – Nam; trục hoành:
độ lệch Tây – Đông; đơn vị: mas/năm
Trongđồ thị trên,khu vực bêntrong mỗi hình elipđại diện chokhoảng tincậy
95% (95%confidenceinterval) cho số liệu đo đạc của mỗi con quayluân chuyển
đối với hiệu ứng võng vàhiệu ứng kéo khung.Chiều cao của hìnhelip thể hiện
khoảng tin cậy 95%cho hiệu ứng võngcòn chiều rộng đại diện khoảng tincậy 95%
hiệu ứng kéo khung.Hình elipmàu đen đại diệncho bình quân giaquyền số liệu đo
được từ cả 4 conquay luân chuyển.Ngôi sao đen nằm ở trung tâmhình elipđen
đại diện cho con số tính toán chính xác theo thuyết tương đối củaEinstein đốivới
hiệu ứng võng vàhiệu ứng kéo khung.
Một chặng đường kỳ vĩ
Ý tưởng về nhiệm vụ GP-Bđược đề xuất từ năm 1959,nhưng dự án nàyphải chờ
đợi chotới khi các công nghệ cầnthiết liên quan đượcnghiêncứura.
“GP-B, về khái niệm thì đơn giản, nhưng đòi hỏi công nghệ cựckỳ phức tạp”,nhận
xét từ RexGeveden, cựu giám đốcchương trình GP-B,nay là chủ tịch côngty
TeledyneBrown Engineering tại Huntsville,bang Alabama.
“Ý tưởngđã có từ 3tới 4 thập kỷ trước khi conngười cóđủ trìnhđộ công nghệ để
thực hiện. 13 côngnghệ tinh xảo đượcsinh ra trongquá trình nghiên cứu thực
hiện dự ánGP-B. Quả cầu luân chuyển có thể coi là vậtthể tròn nhất màcon người
từng chế tạo được. Chênhlệch lớn nhất giữacác đường kính của quả cầu chỉ vào
khoảng 2phần 10của một phần triệuinch.”
Thí nghiệm Gravity Probe B của
NASA:
1. Góc quay củatừng con quayđược giám
sát để theo dõi những thayđổi gây rabởi
các hiệu ứngtiếp theo thuyết tươngđối
rộng
2. Độ lệch kéo khung
3. Độclệch võng
4. Các con quayluân chuyển trên vệ tinh
GravityProbeB được dữ trong hộp chân
khôngđặc biệtđược thiết kế để chống lại
mọitạp lực
5. NASAphóng vệ tinhGP-B vào ngày 20
tháng 04, nhưngbắt đầu cấp kinh phí cho
dự án này từ năm 1963,tức là khá lâu
trướckhi Neil Armstrongđặt chân lênMặt
trăng
Những sáng chế sinh ratừ GP-B được dùng trực tiếpđể cải tiến Hệ thống Địnhvị
Toàn cầu (GPS).Một dự án khác của NASAcó tên gọi Cobecó nhiệmvụ chụplại
hình ảnhvũ trụ ở khoảng dưới 1triệu năm sau BigBang, thànhcông được là nhờ
công nghệ được phát triểnra từ GP-B.
Khoảng100 sinh viên đã hoàn thành luận án PhDnhờ thamgia vào cáchạng mục
của dự án,trong suốtquá trình nghiên cứu phát triển, chế tạo, vàthực hiện chuyến
bay củavệ tinh trong không gian.
Hơn 350sinh viên đại học cũng thamgia vào GP-B,bao gồm một người sau này trở
thành nữ du hành vũ trụ đầu tiên củaMỹ, SallyRide.Một người kháclà Eric
Cornell, đoạt giải Nobel Vật lý năm2001.
