|
|
Субботний блик науки № 27
Что мы мерим
Несомненно, самое замечательное уравнение всех времен и народов — великолепная формула Эйлера: e2πi = 1. Однако есть и другое, не более отягощенное смыслом, чем какое-нибудь a = db, но весьма знаменитое среди «непрофильной» аудитории выражение E = mc2. Некоторые даже думают, что именно за эту, саму по себе лишенную содержания, «линейную фразу» Эйнштейн и получил Нобелевскую премию. Да. Чудеса заблуждения. Перебор популяризации. Между тем, «эм це квадрат», столько же способный порадовать эстета от математики, как и хит какой-нибудь сиюминутной поп-звезды ухо профессора консерватории, остается верной меткой некой «абстрактной» Теории Относительности. Меткой, раскрученной десятками тысяч околонаучных публикаций и продолбившей уже виртуальную дыру в разуме многих своей вездесущей навязчивостью. Точь-в-точь как актуальный электронный ритм, доносящийся из придорожного киоска, торгующего музыкальными дисками сомнительного происхождения.
Записки на манжетах Эффект «скручивания пространства» правильнее называть эффектом Лензе-Тирринга, по именам теоретически обосновавших его в 1918 году физиков.
Другим, столь же важным для подтверждения ОТО, как и эффект Лензе-Тирринга, фактором является достоверное обнаружение гравитационных волн. В этом направлении тоже вовсю работают.
Вот мы как-то писали про удивительное устройство «Гравитационный зонд Б» («Gravity Probe B»), запущенное не столь давно на орбиту вокруг Земли с целью замерить один весьма весомый, по доказательному значению, эффект, предсказываемый ОТО — «закручивание» окружающего пространства вращающимся телом. «Гравитационный зонд Б» оснащен четырьмя гироскопами совершенной формы, обошелся казне Соединенных Штатов Америки в более чем семьсот миллионов долларов и должен определить, существует ли «эффект закручивания» вокруг Земли или нет. Подтвердив или не подтвердив тем самым предсказания Общей Теории Относительности. Но пока «Гравитационный зонд» только накапливает результаты измерений, накручивая витки вокруг Земли, некоторые наземные специалисты поторопились объявить, что ими «эффект закручивания» пространства уже обнаружен. За гораздо меньшие деньги. Правда, данные, полученные за эти меньшие деньги, как бы подтверждают ОТО, и как бы с достаточной степенью достоверности.
И в самом деле, вот намедни такие ученые, как Ignazio Ciufolini и Erricos Pavlis, объявили, что в результате одиннадцатилетней эпопеи с лазерным слежением за параметрами орбит двух спутников (кстати, тоже запущенных в свое время NASA) им таки удалось на 99% подтвердить предсказание ОТО. Никаких дорогущих «Гравитационных Зондов» для измерений не использовалось, а только простенькие спутники LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellites), запущенные давным-давно с несколько иными целями, отличными от конкуренции с гироскопными проектами, по «кусающимся» ценам. Эти самые LAGEOS’ы представляют собой утыканные уголковыми отражателями металлические сферы. Если такое орбитальное чудо подсветить с Земли лазерным лучом, то часть луча обязательно вернется к источнику, позволяя с высокой точностью определить расстояние до лоцируемого таким образом спутника, фиксируя параметры его орбиты. И вот если ОТО работает, то орбита спутника будет во времени меняться предсказуемым образом. Пусть на сантиметры, но с лазером — заметно, да.
Измерили — получилось, что действительно — вращающаяся Земля на спутники действует. Как будто.
Между тем, фундаментальная заповедь экспериментатора гласит: «Когда что-то измеряешь, главное — знай, что именно ты измеряешь». Ну вот, например, задумали вы подтвердить устоявшуюся величину ускорения свободного падения для Земли, замеряя скорости сброшенных с различных возвышенностей гантелей. И вроде, на первый взгляд, все правильно, но измеряете-то вы на самом деле не что иное, как сопротивление воздуха, а не гравитацию, и брошенный вместо гантели лист бумаги способен это со всей очевидностью доказать. Пример повеселее: когда вы фиксируете температуру собственного тела, зажав градусник под мышкой, имейте в виду: измеряется только температура «под мышкой», — зажми вы градусник большим и указательным пальцем, результаты окажутся совсем другими. В общем, две трети дела о любом измерении — дознавание по поводу подлинности связи источника данных с исследуемым эффектом. Ага. Поэтому и «Гравитационный зонд Б» стоит очень много денег.
Даже сами авторы скороспелого опережающего выпада с измерением «закрученного пространства» сообщают, что точность их результатов — 10%. Другими словами, никто точно не знает, что там было измерено. Может — солнечный ветер, может — земное магнитное поле, может — пара микрометеоритов или еще что, но вовсе не обязательно — гравитация. Ведь с гравитационным полем Земли тут какая проблема — оно неоднородно. Оно, в нужной степени точности, совсем не такое, как у идеального эллипсоида. Следовательно, и подопытный спутник параметры полета менять должен сложным образом, а не как в идеальном случае, на бумаге.
Именно поэтому для коррекции результатов, собранных путем лазерного лоцирования LAGEOS’ов, использовалась «карта» гравитационного поля Земли, полученная около года назад парой специальных зондов NASA под названием GRACE.
Итак, внимание, вопрос нашей колонки: что было измерено в нашумевшем эксперименте? Варианты ответов: a) Эффект «закручивания пространства»; b) «Точность» гравитационной «карты», построенной проектом GRACE.
Думать тут особенно нечего — ясно, что говорить о мало-мальски серьезной корреляции между реальностью и данными, зависящими не только от «упругости» солнечного ветра и магнитосферы Земли, но и от результатов работы совсем другого проекта, где были свои накладки и погрешности, немного преждевременно. Тем более, предвосхищать результаты работы настоящего «Гравитационного Зонда», объявляя, что ОТО ничего не угрожает, и столь важное теоретическое предсказание уже подтверждено на 99%. Хорошо если на 50%.
А настоящие результаты, которые, очень хочется надеяться, сбросят надоедливый «эм це квадрат» с высокой стелы, на которую его вознесли, следует ожидать именно от Gravity Probe B, то бишь, от всамделишного «Гравитационного Зонда». Не пройдет и года, как ОТО начнет рушиться. Или не начнет. Но лучше бы рушилась. Почему? Тому много причин, но о них — в другой раз.
30.10.2004
Теги: космос
физика
|
Ваш отзыв автору
|
|
|
