gravity_probe2.jpg
Sonda Gravity Probe B (ďalej len GP-B) vypustená americkou NASA potvrdila dve kľúčové predpovede odvodené zo Všeobecnej teórie relativity geniálneho fyzika Alberta Einsteina, na ktorých testovanie bola sonda určená. Experiment začal v roku 2004 a využíval 4 superpresné gyroskopy na meranie hypotetického geodetického efektu zakrivenia priestoročasu (warping) v okolí hmotných telies a taktiež strhávania priestoročasu (frame-dragging, alebo aj Lens-Thirringov jav) rotujúcimi objektmi. GP-B potvrdila obidva efekty s nebývalou presnosťou pomocou svojej orientácie k jednej hviezde počas obehu okolo Zeme po polárnej dráhe, konkrétne ku hviezde IM Pegasi. Ak by gravitácia priestoročas neovplyvňovala, gyroskopy na GP-B by mali počas jej obehu ukazovať neustále tým istým smerom. Ale presne podľa predpovede z Einsteinových teórií gyroskopy vykonávali malé merateľné zmeny v gravity_probe2.jpgsmere svojej rotácie pod účinkom zakrivenia a strhávania priestoročasu v okolí Zeme. Výsledky boli publikované v renomovanom fyzikálnom časopise Physical Review Letters. „Predstavte si, že Zem akoby bola ponorená do medu. Ako planéta rotuje okolo osi, med okolo nej víri a to isté sa deje aj s priestoročasom v jej okolí,“ hovorí Francis Everitt, hlavný vedecký pracovník projektu GP-B zo Stanford University. „Sonda GP-B potvrdila dve najhlbšie predpovede Einsteinovho vesmíru, ktoré majú ďalekosiahle dôsledky pre astrofyzikálny výskum. Taktiež aj desiatky rokov technologických inovácií potrebných pri tejto misii prinesú pre vedy o Zemi a vesmíre trvalý odkaz.“ GP-B je jeden z najdlhšie trvajúcich projektov v histórii NASA, keďže činnosť agentúry v tejto veci začala už na jeseň 1963 počiatočným financovaním vývoja gyroskopov na relativistické experimenty. Nasledujúce desaťročia vývoja viedli k prelomovým technológiám na ovládanie takých enviromentálnych porúch na družici, ako sú aerodynamický odpor, magnetické polia a teplotné zmeny. Zariadenie na sledovanie hviezdy na orientáciu sondy a gyroskopy boli najpresnejšími dovtedy navrhnutými a vyrobenými takýmito prístrojmi na našej planéte. Sonda GP-B dokončila v decembri 2010 svoju operáciu na zber údajov a bola vypnutá. „Výsledky misie budú mať dlhotrvajúci dopad na prácu teoretických fyzikov,“ povedal Bill Danchi, astrofyzik z ústredia NASA vo Washingtone. „Každá budúca výzva Einsteinovej všeobecnej teórii relativity bude musieť hľadať presnejšie merania než boli tie, ktoré získala pozoruhodná sonda GP-B pri svojej činnosti.“ Inovácie umožnené vývojom tejto sondy boli použité v technológiách navigácie GPS a umožňujú lietadlám pristávať samostatne aj bez pilotáže. Ďalšie technológie boli aplikované v misii NASA „Cosmic Background Explorer“ (slov. Výskumník reliktového žiarenia), ktorá presne zmerala rozloženie žiarenia pochádzajúceho z ranných štádií vývoja vesmíru. Tieto merania potvrdzujú teóriu Veľkého tresku a viedli k získaniu Nobelovej ceny pre fyzika z NASA Johna Mathera. Koncept sondy GP-B viedol k ďalším družiciam na výskum Zeme vrátane sond NASA – GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) a ESA – GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer). Tieto družice poskytujú najpresnejšie merania tvaru Zeme nutné pre precíznu navigáciu na pevnine aj na mori a pre pochopenie vzťahov medzi cirkuláciou oceánu a zákonitosťami klímy. GP-B taktiež posunula hranice vedomostí a zabezpečila praktický tréning pre 100 doktorandov a 15 študentov magisterského štúdia na univerzitách po celých USA. Spolu s vedcami a technikmi z priemyslu a vládnych inštitúcií pracovalo na tomto projekte taktiež viac než 350 vysokoškolákov a okolo 50 stredoškolákov. Jedna z vysokoškolských študentiek, ktoré pracovali na projekte GP-B, sa stala prvou americkou kozmonautkou – Sally Rideová. Ďalší vtedajší študent – Eric Cornell – získal v roku 2001 Nobelovu cenu za fyziku. „Sonda Gravity Probe B prispela dôležitým spôsobom k základni vedomostí založených na relativite a jej pozitívny dopad ovplyvní kariéru študentov, ktorých vzdelanie bolo týmto projektom značne obohatené,“ dodal Ed Weiler z Riaditeľstva vedeckých misií ústredia NASA.

RNDr. Zdeněk Komárek