Благодаря выведенным на нерасчетные орбиты спутникам европейской системы глобального позиционирования Galileo ученые с наивысшей на данный момент точностью проверили одно из предсказаний общей теории относительности. Это стало возможным благодаря сверхточным водородным часам, которые находятся на борту каждого аппарата.

Общая теория относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна — это современная теория гравитации. Она объясняет тяготение через то, как различные объекты искривляют четырехмерное пространство-время. Она проявляет себя через различные явления, наблюдая которые, можно проверить, насколько эта теория верна. В частности, к некоторым эффектам ОТО чувствительны спутники глобальных систем позиционирования, что нужно учитывать в их работе. Дело в том, что фактически эти спутники представляют собой систему точных часов, а эффекты ОТО могут приводить к тому, что темп течения времени изменяется.

В 2014 году два спутника европейской системы Galileo вывели не на круговые, а на эллиптические орбиты.

В результате в зависимости от их положения время течет на спутниках по-разному, так как на него влияет гравитационный потенциал: чем ближе к источнику гравитации (в данном случае — к Земле), тем медленнее ход часов.

Этот эффект называется гравитационным красным смещением. В новой работе два коллектива ученых независимо друг от друга сравнили предсказания ОТО с реальным изменением темпа времени с помощью данных этих спутников.

До этой работы наиболее точной проверкой гравитационного красного смещения были результаты эксперимента 1976 года Gravity Probe A, в рамках которого сравнивался темп хода часов на спутнике на высоте 10 000 километров и на поверхности Земли. Тогда физикам смогли объяснить реальные данные с помощью ОТО с погрешностью 0,007%. Трехлетние наблюдения за спутниками Galileo позволили уменьшить ошибку еще в 5,6 раз, что стало первым уточнением результатов тестов гравитационного красного смещения за 40 лет.

Источник:

Похожие новости