دقیق‌ترین آزمون نظریه اینشتین؛ زمین چگونه فضا-زمان را می‌پیچاند؟

ماهواره‌ای به شکل گوی دیسکو

تیمی از اخترشناسان به سرپرستی ایگنازیو چوفولینی، دقیق‌ترین اندازه‌گیری این اثر را در اطراف زمین انجام داده‌اند. برای این آزمایش، از ماهواره LARES-2 استفاده شد؛ گویی صلب از جنس آلیاژ نیکل-کروم که فاقد هرگونه پیشرانه یا پنل خورشیدی است. این طراحی خاص باعث شده تا ماهواره به عنوان یک «ذره آزمون» عمل کند که حرکت آن تنها تحت تأثیر میدان گرانشی است.

حذف نویزهای گرانشی

چالش اصلی در این آزمایش، تفاوت میان زمین و یک کره کامل بود. برآمدگی استوایی زمین نیروهای کلاسیک نیوتنی ایجاد می‌کند که سیگنال کشش چارچوب را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند. محققان با استفاده از دو ماهواره در مدارهای مکمل، این اثرات مزاحم را خنثی کردند. همچنین با تحلیل داده‌های یک چرخه کامل ۱۰۵۰ روزه، اثرات جزر و مدی خورشید و ماه نیز از داده‌ها حذف شد تا سیگنال نهایی با دقت بسیار بالا استخراج شود.

«اندازه‌گیری دقیق کشش چارچوب به ما اجازه داد محدودیت‌های نظریه چرن-سایمونز را تعیین کنیم و دامنه‌ی احتمالات آن را به شدت کاهش دهیم.» - ایگنازیو چوفولینی

کاربردهای فراتر از نسبیت

علاوه بر تأیید دوباره نسبیت عام، این مطالعه نتایج جانبی ارزشمندی برای علوم زمین به همراه داشت. اندازه‌گیری دقیق‌تر نیروهای جزر و مدی می‌تواند درک دانشمندان از پوسته زمین و حتی پیش‌بینی وقوع زمین‌لرزه‌ها را بهبود ببخشد. این ماهواره‌ها به دلیل ساختار ساده خود، می‌توانند برای دهه‌ها داده‌های علمی ارزشمندی را برای فیزیک نظری تولید کنند.