Strhávání časoprostoru nebo také Lensův-Thirringův jev je jev časoprostoru, předpovídaný Einsteinovou obecnou teorií relativity, který je způsoben nestatickými stacionárními rozděleními hmoty-energie. Stacionární pole je takové, které je v ustáleném stavu, ale hmoty vyvolávající toto pole mohou být nestatické, například rotující. Obecněji řečeno předmět účinků způsobených hmotově-energetickými proudy je znám jako gravitomagnetismus, analogicky s klasickým elektromagnetismem.
První jev strhávání časoprostoru byl odvozen v 1918 v rámci obecné teorie relativity rakouskými fyziky Josefem Lensem a Hansem Thirringem, a je také znám jako Lensův-Thirringův jev. [Correction to my paper "On the Effect of Rotating Distant Masses in Einstein's Theory of Gravitation"] [On the Influence of the Proper Rotation of Central Bodies on the Motions of Planets and Moons According to Einstein's Theory of Gravitation] Dvojice vědců předpověděla, že rotace masivního objektu by narušila metrický tenzor prostoročasu, což vytvoří precesi oběžné dráhy blízké testovací částice. Toto se nestává v klasické mechanice, kde gravitační pole tělesa závisí jen na jeho hmotnosti, nikoliv na jeho rotaci. Lensův-Thirringův jev je velmi malý – asi jedna část v několika bilionech. K jeho odhalení je třeba zkoumat velmi hmotný objekt nebo vytvořit zařízení, který je velmi citlivé.
V roce 2015 byla formulována nová obecná relativistická rozšíření Newtonových rotačních zákonů s cílem popsat geometrii strhávání časoprostoru, které zahrnuje nově objevený antistrhávací efekt.Patryk Mach and Edward Malec, General-relativistic rotation laws in rotating fluid bodies, Phys. Rev. D 91
Experimentální ověření V roce 1976 Van Patten a anglický fyzik Francis Everitt navrhli realizovat specializovanou misi zaměřenou na měření precese Lensova-Thirringova jevu dvojicí protisměrných kosmických lodi, které měly být umístěny do pozemních polárních drah se zařízením bez strhávání. S obdobnou, ale levnější verzi takového nápadu přišel v roce 1986 italský fyzik Ignazio Ciufolini, který navrhl vypustit pasivní, geodetický satelit na oběžné dráze totožné identické se satelitem LAGEOS, vypuštěným v roce 1976, na rozdíl od orbitálních rovin, které měla být přemístěna o 180 stupňů: tzv. motýlková konfigurace. Měřitelné množství bylo v tomto případě součtem uzlů LAGEOS a nové kosmické lodi, později pojmenované LAGEOS III, LARES, WEBER-SAT.
Omezit rozsah na scénáře zahrnující existující orbitální orgány, první návrh na použití satelitu LAGEOS a techniky satelitního laserového měření ( SLR ) pro měření účinku Lensova-Thirringova jevu, se datuje do let 1977–1978.Cugusi, L., Proverbio E. Relativistické účinky na pohyb Země. Satelity, referát prezentovaný na Mezinárodním sympoziu o satelitní geodézii v Budapešti od 28. června do 1. července 1977, J. of Geodesy, 51, 249–252, 1977. Cugusi, L., Proverbio, E., Relativistické účinky na pohyb umělých družic Země, Astron. Astrophys, 69, 321–325, 1978. Testy se začaly účinně provádět pomocí satelitů LAGEOS a LAGEOS II v roce 1996Ciufolini, I., Lucchesi, DM, Vespe, F., Mandiello, A., Měření přetahování inerciálních rámců a gravitomagnetické pole s použitím laserově řízených družic, Il Nuovo Cimento A, 109, 575–590, 1996. podle plánuCiufolini, I., Na nové metodě měření gravitomagnetického pole pomocí dvou družic obíhajících kolem, Il Nuovo Cimento A, 109, 1709–1720, 1996. zahrnujícího použití vhodné kombinace uzlů obou satelitů a perigea družice LAGEOS II. Poslední testy se satelity LAGEOS byly provedeny v letech 2004–2006Ciufolini, I. a Pavlis, EC, Potvrzení obecné relativistické predikce efektu Lense – Thirring, Nature, 431, 958–960, 2004 Ciufolini, I., Pavlis, EC, a Peron, R., Stanovení tažení rámů pomocí gravitačních modelů Země z CHAMP a GRACE, New Astron., 11, 527–550, 2006. vyřazením perigea LAGEOS II a použitím lineární kombinace. Nedávno byl v literatuře publikován komplexní přehled pokusů o měření Lensova-Thirringova jevu u umělých satelitů. Celková přesnost dosažená v testech se satelity LAGEOS je předmětem kontroverzí.
Experiment Gravity Probe BEveritt, CW F, Gyroskopický experiment I. Obecný popis a analýza výkonu gyroskopu. V: Bertotti, B. (Ed.), Proc. Int. Školní fyz. Kurz "Enrico Fermi" LVI. New Academic Press, New York, str. 331–360, 1974. Reprinting: Ruffini, RJ, Sigismondi, C. (Eds.), Nelineární gravitodynamika. Lense – Thirring Effect. World Scientific, Singapur, str. 439–468, 2003. Everitt, CWF, et al., Gravity Probe B: Odpočítávání do spuštění. V: Laemmerzahl, C., Everitt, CWF, Hehl, FW (Ed.), Gyros, Hodiny, Interferometry...: Testování relativistické gravitace ve vesmíru. Springer, Berlin, str. 52–82, 2001. byl družicová mise Stanfordské skupiny a NASA, která byla použita pro experimentální měření dalšího gravitomagnetického efektu, Schiffovy precese gyroskopu,Pugh, GE, Návrh satelitního testu Coriolisovy predikce obecné relativity, WSEG, Research Memorandum č. 11, 1959. Reprinted v: Ruffini, RJ, Sigismondi, C. (Eds.), Nelineární gravitodynamika. Lense – Thirring Effect. World Scientific, Singapur, str. 414–426, 2003. Schiff, L., O experimentálních testech obecné teorie relativity, Am. J. Phys. 28, 340 až 343, 1960. na očekávanou 1% přesnost nebo lepší. Takové přesnosti však nebylo dosaženo. První předběžné výsledky zveřejněné v dubnu 2007 poukázaly na přesnost Muhlfelder, B., Mac Keiser, G. a Turneaure, J., Gravitační sonda B Experimentová chyba, plakát L1.00027 prezentovaný na zasedání Americké fyzikální společnosti (APS) v Jacksonville na Floridě ve dnech 14. - 17. dubna 2007, 2007. 256–128%, s nadějí, že v prosinci 2007 dosáhnou přibližně 13 %StanfordNews 4/14/07, ke stažení na adrese http://einstein.stanford.edu/ V roce 2008 Senior Review Report NASA Astrofyzics Operating Operations Mission uvedl, že je nepravděpodobné, že by tým Gravity Probe B byl schopen redukovat chyby na úroveň nezbytnou k vytvoření přesvědčivého testu v současnosti netestovaných aspektů obecné teorie relativity (včetně strhávání časoprostoru). Report of the 2008 Senior Review of the Astrophysics Division Operating Missions, NASA Gravitační sonda B v přehledu NASA „F“ , Jeff Hecht, nový vědec - prostor, 20. května 2008 Dne 4. května 2011 analytická skupina založená ze Stanfordu a z NASA zveřejnily závěrečnou zprávu a v ní data ukázala strhávání časoprostoru s chybou kolem 19% a Einsteinova předpovídaná hodnota byla ve středu intervalu spolehlivosti.
V případě hvězd obíhajících v blízkosti rotující, superhmotné černé díry by jev strhávání časoprostoru měl způsobit precesi orbitální roviny hvězdy, kolem rotační osy černé díry. Tento efekt by měl být detekovatelný v příštích několika letech pomocí astrometrického sledování hvězd ve středu Mléčné dráhy. Porovnáním rychlosti orbitální precese dvou hvězd na různých oběžných drahách je možné v zásadě testovat teorémy "černé díry bez vlasů" v obecné teorii relativity, kromě měření rotace černé díry.
Odkazy
Reference
Související články Geodetický efekt
Externí odkazy
ZEMĚ SVOU ROTACÍ STRHÁVÁ ČASOPROSTOR Stručné vysvětlení Lenseva-Thirringova jevu
Kategorie:Obecná teorie relativity Kategorie:Gravitace