Ich sehe in "Gravity Probe B" so etwas wie eine Raum-Zeit-Maschine, die entworfen wurde, um Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie zu prüfen.
Sagt Anne Kinney, Chefin der Astronomie- und Physik-Abteilung beim Hauptquartier der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA in Washington, D.C. Kip Thorne, Professor für Theoretische Physik am California Institute of Technology:
Gemäß Einsteins Theorie äußert sich die gekrümmte Raumzeit auf drei verschiedene Arten. Da ist zum einen die Krümmung des Raumes, die wir durch Messungen in unserem Sonnensystem schon präzise nachgewiesen haben, etwa durch die Ablenkung von Lichtstrahlen. Dann ist da die Dehnung der Zeit in der Nähe massereicher Objekte. Das hat unter anderem Gravity Probe A in den siebziger Jahren gezeigt. Der dritte Aspekt sagt voraus, dass rotierende Körper einen Teil des sie umgebenen Raumes mitreißen. Gravity Probe B soll dieses Mitschleifen erstmals nachweisen, so dass wir eine direkte Proportionalität zwischen sich drehender Masse und verzogenem Raum messen können.
Die Tatsache, dass ein massiver, rotierende Körper die Raumzeit nicht nur krümmt, sondern außerdem hinter sich herzieht und ihr so ebenfalls einen leichten Drehimpuls verleiht, wird als Lense-Thirring-Effekt bezeichnet und lässt sich durch Parallelen auf dem Erdboden veranschaulichen. Claus Braxmaier, beim Weltraumkonzern EADS in Friedrichshafen zuständig für Missions- und Systemstudien.
Die Erde rotiert. Wenn eine Masse rotiert, dann wird das Koordinatensystem im Raum mitrotieren. Man kann sich das so vorstellen: Man hat einen Eimer mit Wasser, der rotiert. Und die Wassermoleküle rotieren mit. Genauso nimmt die rotierende Erde durch das Verbiegen der Koordinatensysteme, durch die Rotation, dann einen Kreisel - der weit weg von der Erde im Weltraum an Bord des Gravity-Probe-B-Satelliten platziert ist - mit und regt ihn zu einer Rotation an. Und diese Rotation will man messen.
An Bord von Gravity Probe B befinden sich in einem Vakuumbehälter vier Gyroskope. Das sind tischtennisballgroße Kreisel aus Quarz mit einer Beschichtung aus dem Metall Niob. Mit Hilfe eines Magnetfeldes werden sie im All in Bewegung versetzt, so dass sie zehntausend Mal pro Minute um sich selbst rotieren. Dabei werden sie mit Hilfe eines Teleskops so ausgerichtet, dass ihre Drehachsen auf den Fixstern Pegasus zeigen. Wenn Einstein Recht hat, sollten die Drehachsen der Gyroskope bei jedem Erdumlauf minimal, aber doch messbar kippen. Es entstünde ein winziger Winkel zwischen der gedachten Strecke zum Stern und der Achse des jeweiligen Kreisels.
Die Eigenbewegung des Raumes erfasst die Kreisel und dreht sie leicht. So wie ein Strohhalm auf einem Fluss sich dreht, weil der Fluss in der Mitte schneller und an den Rändern langsamer fließt. Hier ist die Schwerkraft in der Nähe der Erde stärker und in Richtung Weltall schwächer, mit dem Effekt, dass die Gyroskope sich zur Erde hin drehen und der Krümmung des von der Erddrehung mitgezogenen Raumes folgen.
Kip Thorne aus Pasadena, Kalifornien. Über ein Jahr hinweg rechnet die NASA mit einer Veränderung von nur einem Hunderttausendstel eines Grades. George Haddad, System-Ingenieur am Kennedy Space Center und für die Entwicklung von Gravity Probe B zuständig:
Die Kreisel werden jede Verschiebung ihrer eigenen Achse messen und zur Erde funken. Wird der Raum durch die Rotation der Erde tatsächlich verzerrt, werden die Gyroskope uns dies mitteilen.
Sechzehn Monate lang soll die Sonde die Erde auf einer polaren Umlaufbahn umrunden, 650 Kilometer hoch, die sie alle 97 Minuten einmal um die Erde führt. Zweimal pro Tag werden die Mess-Daten auf der Erde empfangen. Und Chefin Anne Kinney von der NASA sieht das Experiment schon in künftigen Physik-Schulbüchern als dasjenige, das Einstein Recht gegeben habe.
Sagt Anne Kinney, Chefin der Astronomie- und Physik-Abteilung beim Hauptquartier der amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA in Washington, D.C. Kip Thorne, Professor für Theoretische Physik am California Institute of Technology:
Gemäß Einsteins Theorie äußert sich die gekrümmte Raumzeit auf drei verschiedene Arten. Da ist zum einen die Krümmung des Raumes, die wir durch Messungen in unserem Sonnensystem schon präzise nachgewiesen haben, etwa durch die Ablenkung von Lichtstrahlen. Dann ist da die Dehnung der Zeit in der Nähe massereicher Objekte. Das hat unter anderem Gravity Probe A in den siebziger Jahren gezeigt. Der dritte Aspekt sagt voraus, dass rotierende Körper einen Teil des sie umgebenen Raumes mitreißen. Gravity Probe B soll dieses Mitschleifen erstmals nachweisen, so dass wir eine direkte Proportionalität zwischen sich drehender Masse und verzogenem Raum messen können.
Die Tatsache, dass ein massiver, rotierende Körper die Raumzeit nicht nur krümmt, sondern außerdem hinter sich herzieht und ihr so ebenfalls einen leichten Drehimpuls verleiht, wird als Lense-Thirring-Effekt bezeichnet und lässt sich durch Parallelen auf dem Erdboden veranschaulichen. Claus Braxmaier, beim Weltraumkonzern EADS in Friedrichshafen zuständig für Missions- und Systemstudien.
Die Erde rotiert. Wenn eine Masse rotiert, dann wird das Koordinatensystem im Raum mitrotieren. Man kann sich das so vorstellen: Man hat einen Eimer mit Wasser, der rotiert. Und die Wassermoleküle rotieren mit. Genauso nimmt die rotierende Erde durch das Verbiegen der Koordinatensysteme, durch die Rotation, dann einen Kreisel - der weit weg von der Erde im Weltraum an Bord des Gravity-Probe-B-Satelliten platziert ist - mit und regt ihn zu einer Rotation an. Und diese Rotation will man messen.
An Bord von Gravity Probe B befinden sich in einem Vakuumbehälter vier Gyroskope. Das sind tischtennisballgroße Kreisel aus Quarz mit einer Beschichtung aus dem Metall Niob. Mit Hilfe eines Magnetfeldes werden sie im All in Bewegung versetzt, so dass sie zehntausend Mal pro Minute um sich selbst rotieren. Dabei werden sie mit Hilfe eines Teleskops so ausgerichtet, dass ihre Drehachsen auf den Fixstern Pegasus zeigen. Wenn Einstein Recht hat, sollten die Drehachsen der Gyroskope bei jedem Erdumlauf minimal, aber doch messbar kippen. Es entstünde ein winziger Winkel zwischen der gedachten Strecke zum Stern und der Achse des jeweiligen Kreisels.
Die Eigenbewegung des Raumes erfasst die Kreisel und dreht sie leicht. So wie ein Strohhalm auf einem Fluss sich dreht, weil der Fluss in der Mitte schneller und an den Rändern langsamer fließt. Hier ist die Schwerkraft in der Nähe der Erde stärker und in Richtung Weltall schwächer, mit dem Effekt, dass die Gyroskope sich zur Erde hin drehen und der Krümmung des von der Erddrehung mitgezogenen Raumes folgen.
Kip Thorne aus Pasadena, Kalifornien. Über ein Jahr hinweg rechnet die NASA mit einer Veränderung von nur einem Hunderttausendstel eines Grades. George Haddad, System-Ingenieur am Kennedy Space Center und für die Entwicklung von Gravity Probe B zuständig:
Die Kreisel werden jede Verschiebung ihrer eigenen Achse messen und zur Erde funken. Wird der Raum durch die Rotation der Erde tatsächlich verzerrt, werden die Gyroskope uns dies mitteilen.
Sechzehn Monate lang soll die Sonde die Erde auf einer polaren Umlaufbahn umrunden, 650 Kilometer hoch, die sie alle 97 Minuten einmal um die Erde führt. Zweimal pro Tag werden die Mess-Daten auf der Erde empfangen. Und Chefin Anne Kinney von der NASA sieht das Experiment schon in künftigen Physik-Schulbüchern als dasjenige, das Einstein Recht gegeben habe.