science >> Wetenschap >  >> Fysica

Einstein's gelijk bewijzen met de meest gevoelige aardrotatiesensoren ooit gemaakt

Einsteins zwaartekrachttheorie, ook wel de algemene relativiteitstheorie genoemd, voorspelt dat een roterend lichaam zoals de aarde gedeeltelijk traagheidsframes meesleept met zijn rotatie. In een recent gepubliceerd onderzoek in EPJ Plus , een groep wetenschappers in Italië suggereert een nieuwe benadering voor het meten van wat frame-draging wordt genoemd. Angela Di Virgilio van het Nationaal Instituut voor Kernfysica, INFN, in Pisa, Italië, en haar collega's stellen voor om het meest gevoelige type traagheidssensoren te gebruiken, die ringlasers als gyroscopen bevatten, om de absolute rotatiesnelheid van de aarde te meten.

Het experiment heeft tot doel de absolute rotatie te meten ten opzichte van het lokale inertiaalstelsel, dat is wat frame-slepen wordt genoemd. In principe, de ringlaser zou elke 24 uur één omwenteling om de aardas moeten laten zien. Echter, zou observatie met betrekking tot vaste sterren aan de hemel een iets andere rotatiesnelheid laten zien, het verschil kan worden toegeschreven aan het slepen van frames.

Het voorgestelde experiment van de auteurs, genaamd GINGER, vereist twee ringlasers voor een referentiemeting. Het stelt voor om experimentele GINGER-gegevens te vergelijken met de kinetische aardrotatiesnelheid die onafhankelijk wordt gemeten door de International Earth Rotation System Service (IERS). Volgens de auteurs is hun voorgestelde oplossing kan het frame-slepende effect op 1% nauwkeurig testen.

Dit is een enorme verbetering ten opzichte van eerdere experimenten, zoals het Stanford Gyroscope Experiment uit 2011, Zwaartekrachtsonde B (GPB), die overeenkwam met de voorspelling van de algemene relativiteitstheorie voor het slepen van het frame met een geschatte foutmarge van 19%. Of de 2016-meting van het slepen van het vlak van een in een baan om de aarde draaiende satelliet, met behulp van laserafstandssatellieten zoals de satelliet LARES, met een foutenmarge van 5%. De auteurs verwachten dat uiteindelijk, de op satellieten gebaseerde benadering zou zelfs een nauwkeurigheid kunnen opleveren die onder de meetdrempel van 1% ligt.