Il concetto di artista di contorto spazio-tempo attorno alla Terra. Credito d'immagine: NASA. clicca per ingrandire
La Terra è in un vortice di spazio-tempo?
Presto sapremo la risposta: un esperimento di fisica della NASA / Stanford chiamato Gravity Probe B (GP-B) ha recentemente concluso un anno di raccolta di dati scientifici in orbita terrestre. I risultati, che richiederanno un altro anno per essere analizzati, dovrebbero rivelare la forma dello spazio-tempo attorno alla Terra e, possibilmente, il vortice.
Il tempo e lo spazio, secondo le teorie della relatività di Einstein, sono intessuti insieme, formando un tessuto a quattro dimensioni chiamato "spazio-tempo". L'enorme massa della Terra increspa questo tessuto, proprio come una persona pesante seduta nel mezzo di un trampolino. La gravità, dice Einstein, è semplicemente il movimento degli oggetti che seguono le linee sinuose della fossetta.
Se la Terra fosse ferma, sarebbe la fine della storia. Ma la Terra non è stazionaria. Il nostro pianeta gira e la rotazione dovrebbe ruotare leggermente la fossetta, facendolo roteare in un turbinio a 4 dimensioni. Questo è ciò che GP-B è andato nello spazio per verificare
L'idea alla base dell'esperimento è semplice:
Metti un giroscopio rotante in orbita attorno alla Terra, con l'asse di rotazione puntato verso una stella distante come punto di riferimento fisso. Libero da forze esterne, l'asse del giroscopio dovrebbe continuare a puntare verso la stella, per sempre. Ma se lo spazio è distorto, la direzione dell'asse del giroscopio dovrebbe spostarsi nel tempo. Notando questo cambiamento di direzione rispetto alla stella, si potrebbero misurare i colpi di scena dello spazio-tempo.
In pratica, l'esperimento è tremendamente difficile.
I quattro giroscopi in GP-B sono le sfere più perfette mai realizzate dall'uomo. Queste sfere di quarzo e silicio fuse di dimensioni da ping pong sono larghe 1,5 pollici e non variano mai da una sfera perfetta di oltre 40 strati atomici. Se i giroscopi non fossero così sferici, le loro asce di rotazione oscillerebbero anche senza gli effetti della relatività.
Secondo i calcoli, lo spazio-tempo contorto attorno alla Terra dovrebbe causare la deriva degli assi dei giroscopi di soli 0,041 secondi d'arco nell'arco di un anno. Un secondo d'arco è 1/3600 di grado. Per misurare questo angolo ragionevolmente bene, GP-B aveva bisogno di una precisione fantastica di 0.0005 secondi d'arco. È come misurare lo spessore di un foglio di carta tenuto a bordo a 100 miglia di distanza.
I ricercatori di GP-B hanno inventato tecnologie completamente nuove per renderlo possibile. Hanno sviluppato un satellite "senza trascinamento" in grado di sfiorare gli strati esterni dell'atmosfera terrestre senza disturbare i giroscopi. Hanno scoperto come mantenere il campo magnetico penetrante della Terra fuori dall'astronave. E hanno inventato un dispositivo per misurare la rotazione di un giroscopio, senza toccare il giroscopio.
Il superamento dell'esperimento è stata una sfida eccezionale. Un sacco di tempo e denaro erano in linea, ma gli scienziati GP-B sembrano averlo fatto.
"Non ci sono state grandi sorprese" nell'esecuzione dell'esperimento, afferma il professore di fisica Francis Everitt, il principale investigatore per il GP-B dell'Università di Stanford. Ora che la raccolta dei dati è completa, afferma che l'umore tra gli scienziati di GP-B è "molto entusiasmo e una consapevolezza anche che un sacco di duro lavoro è davanti a noi".
È in corso un'attenta e approfondita analisi dei dati. Gli scienziati lo faranno in tre fasi, spiega Everitt. In primo luogo, esamineranno i dati di ogni giorno dell'esperimento annuale, verificando le irregolarità. Successivamente suddivideranno i dati in blocchi di circa un mese e infine esamineranno l'intero anno. In questo modo, gli scienziati dovrebbero essere in grado di trovare eventuali problemi che un'analisi più semplice potrebbe mancare.
Alla fine gli scienziati di tutto il mondo esamineranno i dati. Dice Everitt, "vogliamo che i nostri critici più severi siano noi".
La posta in gioco è alta. Se rilevano il vortice, esattamente come previsto, significa semplicemente che Einstein aveva di nuovo ragione. E se non lo facessero? Potrebbe esserci un difetto nella teoria di Einstein, una piccola discrepanza che preannuncia una rivoluzione nella fisica.
Innanzitutto, tuttavia, ci sono molti dati da analizzare. Rimanete sintonizzati.
Fonte originale: Comunicato stampa NASA
