Относительность абсолютна?
На cессии Американского физического общества, состоявшейся во флоридском городе Джексонвилле, были представлены предварительные итоги работы космической лаборатории Gravity Probe B, отправленной в околоземное пространство с целью проверки некоторых предсказаний общей теории относительности (ОТО).
Эксперимент, реализованный на спутнике Gravity Probe B, был предложен американскими физиками еще в 1959 году. Через пять лет его включили в планы NASA, которое тогда же выделило средства. Однако разработка и изготовление соответствующей аппаратуры оказались чрезвычайно трудным делом и потому растянулись на четыре десятилетия. 20 апреля 2004 года спутник был выведен на полярную орбиту высотой 640 км, после чего его аппаратура еще четыре месяца проходила тестирование и калибровку. Сам эксперимент начался в августе и продолжался около года. Сателлит перестал посылать на Землю данные в сентябре 2005-го, когда истощились запасы жидкого гелия, который использовался для охлаждения аппаратуры. Общий объем информации, которую Gravity Probe B отправил на Землю, превысил один терабайт, а реализация этого проекта в сумме обошлась в 760 миллионов долларов.
На спутнике Gravity Probe B были установлены четыре гироскопа, изготовленных с исключительной точностью и раскрученных примерно до 4 тысяч оборотов в минуту. Их оси с помощью бортового телескопа были направлены на звезду HR 8703 в созвездии Пегаса. Если бы движение гироскопов строго подчинялось ньютоновской механике, они должны были бы сохранять исходную ориентацию на протяжении всего эксперимента. Однако общая теория относительности вносит в этот прогноз определенные поправки. Из ее уравнений вытекает, что оси гироскопов должны претерпевать прецессию вокруг направления на опорную звезду, вызванную двумя различными релятивистскими эффектами. Расчеты показывают, что каждая ось должна отклониться от направления на звезду на 6,606 дуговых секунд в плоскости орбиты спутника и всего на 0,039 дуговой секунды в перпендикулярной ей плоскости земного экватора. Первое смещение вызвано искривлением метрики пространства-времени гравитационным полем Земли (это так называемый геодезический эффект), второе же является следствием добавки, обусловленной земным вращением (эффект увлечения системы отсчета).
Полученные со спутника данные показывают, что предсказания ОТО по части геодезического эффекта выполняются с точностью до 1%. Отклонение, вызванное увлечением системы отсчета, пока что полностью не промерено, так что этот вопрос остается открытым. Ожидается, что окончательные результаты эксперимента Gravity Probe B будут объявлены в декабре этого года. Ученые надеются, что после завершения обработки собранной информации предсказания ОТО относительно обоих эффектов подтвердятся с точностью порядка сотых долей процента. АЛ