Matik 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 17-го апреля на околоземную орбиту будет запущен Гравитационный Зонд B (Gravity Probe B ). Подготовка к этому эксперименту заняла больше 40 лет. Его результат может стать наиболее точной проверкой общей теории относительности за наше время. Это в основном стэнфордский проект (здесь), при участии НАСА, естественно (здесь). Предыстория.Общая теория относительности (или теория гравитации Эйнштейна) с трудом поддаётся экспериментальной проверке. Сам Эйнштейн в 1916 году сделал три наблюдаемых предсказания: смещение перигелия Меркурия, отклонение света звёзд и гравитационное смещение его спектра. На протяжении более 40 лет других эффектов ОТО не наблюдалось. Да и эти наблюдения не были однозначными: столь тонкие изменения в звёздном свете трудно поддаются измерению, а на орбиту Меркурия действуют многие другие факторы, отчасти неизвестные (напр., отклонение Солнца от формы шара). Вдобавок, вскоре были выдвинуты альтернативные теории, приводящие к тем же выводам относительно этих трёх тестов. С 60-х годов, с развитием экспериментальной базы, стала возможной более надёжная проверка теории Эйнштейна и её конкурентов. К настоящему времени три предсказания Эйнштейна прочно подтверждены. Однако общее положение дел вокруг ОТО трудно признать удовлетворительным, в частности, её не удаётся объединить с квантовой механикой. Это и другие трудности приводят некоторых физиков к мысли, что ОТО нуждается в поправках. В любом случае, для прояснения ситуации не хватает недвусмысленных экспериментальных данных. /В отличие от интерпретации наблюдений за неподконтрольными объектами./ В 1959 года Leonard Schiff из Стэнфорда произвёл вычисления, показывающие, что гироскоп, облетающий Землю по полярной орбите на высоте 400 миль, должен поворачиваться вместе с Землёй на 42 миллисекунды за год. [Имеется в виду угловая секунда, т.е. 1/3600 градуса.] Образно говоря, вращающееся массивное тело (Земля) увлекает пространство-время за собой. Этот эффект никогда не наблюдался до сих пор. Гравитационный зонд B измерит его с точностью в 1%. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Matik 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 Реализация Для успеха эксперимента необходимы шесть основных ингредиентов. - стабильный гироскоп, отклоняющийся от своей оси не более чем на 0.00000000001 градуса в час.- способ измерить направление его вращения с точностью до 0.1 угловой миллисекунды, не внося помех вращению. - телескоп и механическая система, позволяющая отсчитывать угол от направления на выбранную звезду.- достаточно яркая звезда, собственное движение которой точно известно.- схема анализа измерений, разделяющая эффект различных воздействий на гироскоп.- внутренняя система калибрации устройства, определяющая отсутствие погрешностей механизма. Все эти условия были выполнены, причём наиболее трудным оказалось четвёртое. Инструмент в принципе очень прост. Это полуметровый кварцевый контейнер, на котором установлен кварцевый телескоп, а внутри содержатся четыре гироскопа. Он находится в почти 3-х метровом "термосе", поддерживающем температуру в 1.8 градуса выше абсолютного нуля в течение двух лет. Зонд выводится на круговую орбиту высотой 400 миль, проходящую над полюсами Земли. Все гироскопы ориентированы на одну и ту же звезду (HR8703, IM Пегаса), причём два вращаются по часовой стрелке, а два - против. Роторами гироскопов служат кварцевые шарики размером в мяч для пинг-понга, покрытые тонким слоем металла ниобия. Это - самые круглые объекты не только на Земле, но и на многие световые года вокруг. Их отклонение от формы шара не превышает 40 атомных слоёв. Только нейтронные звёзды ближе к шаровой форме, чем эти куски кварца. Шары вращаются со скоростью 10000 оборотов в минуту внутри сферических кварцевых оболочек с зазором около 0.02 мм. Они не насажены на ось, а поддерживаются электромагнитным полем, которое не позволяет им сдвигаться больше, чем на стотысячную долю сантиметра. Шары разгоняются (после вывода на орбиту) потоком гелия, подводимого к ним на околозвуковой скорости. Разгон занимает около получаса, после чего газ выкачивается до состояния, более разрежённого, чем вакуум за бортом корабля. Вращаясь в такой среде, гироскопы потеряют лишь 1% скорости за 1000 лет. Направление оси вращения измеряется с помощью сверхпроводимого кольца, окружающего гироскоп. Внешние электромагнитные поля устраняются при помощи четырёх свинцовых оболочек, вложенных друг в друга и охлаждённых до состояния сверхпроводимости. (Сверхпроводники непроницаемы для магнитных полей.) Как уже было сказано, прибор ориентируется на заданную звезду через телескоп. Однако звезды - не точки, например, HR8703 имеет угловой размер в 1.3 миллисекунды. Кроме того, дифракция приводит к расплыванию её наблюдаемого диска до 1400 миллисекунд. Фотодетекторы анализируют изображение звезды, определяя его центр с точностью до долей миллисекунды. Вряд ли стоит описывать все трудности, возникшие и решённые в ходе этого уникального проекта. Как когда-то сказал Frank McDonald, теперь уже бывший научный директор НАСА, это "самый трудный проект, который НАСА проведёт в этом тысячелетии". Действительно трудный, раз одного тысячелетия оказалось мало. По материалам от Стэнфордского университета Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
GDV 10016 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 Вот вам и удивительное, которое рядом, но при этом не есть сайнс-фикшн. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Dim 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 Вот молодцы!Красиво, сложно, приятно!Приятно, что человеческий мозг занят делом, а не придумыванием тупых слоганов для рекламы памперсов.Спасибо, Matik! Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
KOTRPA 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 Чого тiльки людина не придумає, тільки щоб город не копати! Серьезно: Matik, спасибо! Очень понравилось и интересно. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Matik 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 4, 2004 Добавлю фотографии. Самый круглый предмет, когда-либо созданный человеком:полностьюСобранный зонд: полностью, и в высоком разрешении Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
GDV 10016 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 QUOTE (Matik @ Apr 5 2004, 00:35) Самый круглый предмет, когда-либо созданный человеком Интересно также посмотреть на:1. Самую прямую.2. Самый квадрат.3. Самую плоскость. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
KOTRPA 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 QUOTE (GDV @ Apr 5 2004, 01:37) Интересно также посмотреть на:1. Самую прямую.2. Самый квадрат.3. Самую плоскость. Самя прямая была линия Партии, самый квадратный -- квадрат Малевича, а самой плоской -- эта шутка. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
GDV 10016 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 Ну вот теперь просто нечего более желать. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Grim Fandango 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 QUOTE (GDV @ Apr 5 2004, 01:20) Ну вот теперь просто нечего более желать. Жизнь удалась? Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Matik 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 QUOTE (GDV @ Apr 4 2004, 18:37) Интересно также посмотреть на:1. Самую прямую.2. Самый квадрат.3. Самую плоскость. Самую прямую может показать Wandler (если пренебречь отклонением лазерного луча в гравитационном поле Земли ), а вот где найти идеально прямые углы и идеальную плоскость - не знаю. Плоских плоскостей полно, только неясно, какая из них самая плоская. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Intense 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 Берешь любые 3 точки - чем не идеальная плоскость Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Sergei 13 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 QUOTE (Intense @ Apr 5 2004, 08:05) Берешь любые 3 точки - чем не идеальная плоскость Не совсем так. Ведь пространство между ними может искривляться.... Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Dim 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 Насколько мне память не изменяет, самые плоские (кривизна 5-8 молекулярных слоёв) имеют кремниевые пластины, из которых делают процессоры и памяти. Так было 10 лет назад, во всяком случае. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky
Matik 0 Nahlásit příspěvěk Odesláno April 5, 2004 Поискав "atomically flat surfaces", я обнаружил несколько ссылок, например, от NASA. Хотя дефекты кристалла пока неизбежны, между ними находятся достаточно много абсолютно плоских (без единого лишнего атома) участков 0.1*0.1mm, на которых могут быть размещены детали микросхемы. Конечно, кристаллическая структура, и плоская, а не сферическая поверхность облегчают достижение такой точности. Quote Sdílet tento příspěvek Odkaz na příspěvek Sdílet na ostatní stránky