ทีมนานาชาติของนาซ่าและนักวิจัยมหาวิทยาลัยได้พบหลักฐานแรกโดยตรงว่าโลกกำลังลากพื้นที่และเวลารอบตัวมันเองเมื่อมันหมุน
นักวิจัยเชื่อว่าพวกเขาได้วัดผลที่ได้ทำนายไว้เป็นครั้งแรกในปี 2461 โดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงอย่างแม่นยำในวงโคจรของดาวเทียมสองดวงที่โคจรรอบด้วยเลเซอร์ นักวิจัยได้สำรวจวงโคจรของ Laser Geodynamics Satellite I (LAGEOS I) ยานอวกาศของนาซ่าและ LAGEOS II ซึ่งเป็นยานอวกาศของ NASA / Italian Space Agency (ASI)
รายงานการวิจัยในวารสาร Nature เป็นการวัดที่แม่นยำครั้งแรกของเอฟเฟกต์แปลกประหลาดที่ทำนายว่ามวลที่หมุนได้จะลากพื้นที่รอบ ๆ Lense-Thirring Effect ยังเป็นที่รู้จักกันในนามการลากเฟรม
ทีมนำโดยดร. อิกนาซิโอคูโอโฟนินี่แห่งมหาวิทยาลัยเลกเซ, อิตาลีและดร. เออร์ริโคซีพาวิลลิของศูนย์เทคโนโลยีระบบโลกร่วมซึ่งเป็นความร่วมมือด้านการวิจัยระหว่างศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของกรีนเบลต์ มหาวิทยาลัยแมริแลนด์บัลติมอร์
“ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายว่าวัตถุที่มีการหมุนขนาดใหญ่ควรลากเวลาว่างไปรอบ ๆ ตัวมันเองเมื่อมันหมุน” Pavlis กล่าว “ การลากเฟรมเหมือนเกิดอะไรขึ้นถ้าลูกบอลโบว์ลิ่งหมุนในของเหลวหนาเช่นกากน้ำตาล เมื่อลูกบอลหมุนจะดึงกากน้ำตาลรอบตัวมันเอง สิ่งใดก็ตามที่ติดอยู่ในกากน้ำตาลก็จะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ลูกบอล ในทำนองเดียวกันเมื่อโลกหมุนรอบตัวมันจะดึงเวลาว่างในบริเวณรอบ ๆ ตัวมันเอง สิ่งนี้จะเปลี่ยนวงโคจรของดาวเทียมใกล้โลก การศึกษาเป็นการติดตามผลงานก่อนหน้านี้ในปี 2541 ที่ทีมผู้เขียนรายงานผลการตรวจจับโดยตรงเป็นครั้งแรก
การวัดก่อนหน้านี้มีความแม่นยำน้อยกว่างานปัจจุบันมากเนื่องจากความไม่ถูกต้องในแบบจำลองแรงโน้มถ่วงที่มีอยู่ในขณะนั้น ข้อมูลจากภารกิจของ GRACE ของนาซาอนุญาตให้มีการปรับปรุงมากมายในความแม่นยำของโมเดลใหม่ซึ่งทำให้ผลลัพธ์ใหม่นี้เป็นไปได้
“ เราพบว่าระนาบวงโคจรของ LAGEOS I และ II ถูกเลื่อนไปประมาณหกฟุต (สองเมตร) ต่อปีในทิศทางของการหมุนของโลก” Pavlis กล่าว “ การวัดของเราเห็นด้วย 99 เปอร์เซ็นต์กับสิ่งที่ถูกคาดการณ์ไว้โดยทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไป แม้ว่าความผิดพลาดของโมเดลแรงโน้มถ่วงจะปิดลงสองหรือสามเท่าของค่าที่ยกมาอย่างเป็นทางการ แต่การวัดของเรายังคงแม่นยำถึง 10 เปอร์เซ็นต์หรือดีกว่า” การวัดในอนาคตโดย Gravity Probe B ซึ่งเป็นยานอวกาศของนาซ่าที่เปิดตัวในปี 2004 ควรลดระยะขอบข้อผิดพลาดนี้ให้เหลือน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้สัญญาที่จะบอกนักวิจัยเกี่ยวกับฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง
ทีมของ Ciufolini ที่ใช้ดาวเทียม LAGEOS ก่อนหน้านี้ได้สังเกตผลกระทบของเลนส์ - Thirring เมื่อไม่นานมานี้มีการสำรวจรอบวัตถุท้องฟ้าที่มีสนามแรงโน้มถ่วงเช่นหลุมดำและดาวนิวตรอน การวิจัยใหม่รอบโลกเป็นการตรวจวัดปรากฏการณ์นี้โดยตรงและแม่นยำครั้งแรกที่ระดับห้าถึง 10 เปอร์เซ็นต์ ทีมวิเคราะห์ช่วงเวลา 11 ปีของข้อมูลเลเซอร์ตั้งแต่ดาวเทียม LAGEOS จากปี 1993 ถึงปี 2003 โดยใช้วิธีการที่ Ciufolini คิดค้นขึ้นเมื่อทศวรรษที่แล้ว
การวัดจำเป็นต้องใช้แบบจำลองที่แม่นยำอย่างยิ่งของสนามแรงโน้มถ่วงของโลกที่เรียกว่า EIGEN-GRACE02S ซึ่งมีให้ใช้งานเมื่อไม่นานมานี้ตามการวิเคราะห์ข้อมูล GRACE แบบจำลองดังกล่าวได้รับการพัฒนาที่ GeoForschungs Zentrum Potsdam ประเทศเยอรมนีโดยกลุ่มที่เป็นผู้ร่วมวิจัยหลักของภารกิจ GRACE พร้อมกับศูนย์วิจัยอวกาศของมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน
LAGEOS II ซึ่งเปิดตัวในปี 1992 และรุ่นก่อนหน้าของ LAGEOS I ซึ่งเปิดตัวในปี 1976 เป็นดาวเทียมแบบพาสซีฟโดยเฉพาะสำหรับเลเซอร์ กระบวนการดังกล่าวก่อให้เกิดการส่งเลเซอร์พัลส์ไปยังดาวเทียมจากสถานีต่าง ๆ บนโลกแล้วบันทึกเวลาเดินทางไปกลับ ด้วยค่าที่ทราบสำหรับความเร็วของแสงการวัดนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดระยะทางระหว่างเลเซอร์ได้อย่างแม่นยำตั้งแต่สถานีบนโลกและดาวเทียม
นาซาและมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด, พาโลอัลโต, แคลิฟอร์เนียพัฒนา Gravity Probe B. มันจะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ อย่างแม่นยำในทิศทางการหมุนของลูกหมุนสี่ลูกที่มีอยู่ในดาวเทียม Earth ที่โคจรรอบ 400 ไมล์โดยตรงผ่านเสา การทดสอบจะทดสอบสองทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein รวมถึงผลกระทบของเลนส์ - Thirring ผลกระทบเหล่านี้แม้จะมีขนาดเล็กสำหรับโลก แต่ก็มีผลกระทบอย่างกว้างขวางต่อธรรมชาติของสสารและโครงสร้างของจักรวาล
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
