Sebuah tim internasional NASA dan para peneliti universitas telah menemukan bukti langsung pertama bahwa Bumi menyeret ruang dan waktu di sekelilingnya saat ia berputar.
Para peneliti percaya mereka telah mengukur efeknya, pertama kali diprediksi pada tahun 1918 dengan menggunakan teori relativitas umum Einstein, dengan secara tepat mengamati pergeseran dalam orbit dua satelit yang mengorbit Bumi yang mengorbit laser. Para peneliti mengamati orbit Laser Geodynamics Satellite I (LAGEOS I), pesawat ruang angkasa NASA, dan LAGEOS II, pesawat ruang angkasa NASA / Italian Space Agency (ASI).
Penelitian, yang dilaporkan dalam jurnal Nature, adalah pengukuran akurat pertama dari efek aneh yang memprediksi massa yang berputar akan menarik ruang di sekitarnya. Efek Lense-Thirring juga dikenal sebagai menyeret bingkai.
Tim ini dipimpin oleh Dr. Ignazio Ciufolini dari University of Lecce, Italia, dan Dr. Erricos C. Pavlis dari Pusat Gabungan Teknologi Sistem Bumi, sebuah kolaborasi penelitian antara Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, Greenbelt, Md., Dan Universitas Maryland Baltimore County.
"Relativitas umum memprediksi objek berputar besar harus menyeret ruang-waktu di sekitar mereka saat mereka berputar," kata Pavlis. “Seret bingkai seperti apa yang terjadi jika bola bowling berputar dalam cairan kental seperti molase. Saat bola berputar, ia menarik molase ke sekelilingnya. Apa pun yang tersangkut di molase juga akan bergerak di sekitar bola. Demikian pula, ketika Bumi berputar, ia menarik ruang-waktu di sekitarnya di sekitar dirinya sendiri. Ini akan menggeser orbit satelit di dekat Bumi. " Studi ini merupakan tindak lanjut dari pekerjaan sebelumnya pada tahun 1998 di mana tim penulis melaporkan deteksi langsung pertama dari efek tersebut.
Pengukuran sebelumnya jauh lebih akurat daripada pekerjaan saat ini, karena ketidakakuratan dalam model gravitasi yang tersedia pada saat itu. Data dari misi GRACE NASA memungkinkan peningkatan besar dalam keakuratan model baru, yang memungkinkan hasil baru ini.
"Kami menemukan bidang orbit LAGEOS I dan II digeser sekitar enam kaki (dua meter) per tahun ke arah rotasi Bumi," kata Pavlis. “Pengukuran kami menyetujui 99 persen dengan apa yang diprediksi oleh relativitas umum, yang berada dalam margin of error kami plus atau minus lima persen. Bahkan jika kesalahan model gravitasi mati dua atau tiga kali dari nilai yang dikutip secara resmi, pengukuran kami masih akurat hingga 10 persen atau lebih baik. " Pengukuran di masa depan oleh Gravity Probe B, sebuah pesawat ruang angkasa NASA yang diluncurkan pada tahun 2004, harus mengurangi margin kesalahan ini menjadi kurang dari satu persen. Ini berjanji untuk memberi tahu peneliti lebih banyak tentang fisika yang terlibat.
Tim Ciufolini, menggunakan satelit LAGEOS, sebelumnya mengamati efek Lense-Thirring. Baru-baru ini telah diamati di sekitar benda langit yang jauh dengan medan gravitasi yang kuat, seperti lubang hitam dan bintang neutron. Penelitian baru di sekitar Bumi adalah pengukuran langsung dan tepat pertama dari fenomena ini pada tingkat lima hingga 10 persen. Tim menganalisis periode 11-tahun laser mulai data dari satelit LAGEOS 1993-2003, menggunakan metode yang dirancang oleh Ciufolini satu dekade lalu.
Pengukuran tersebut membutuhkan penggunaan model medan gravitasi Bumi yang sangat akurat, yang disebut EIGEN-GRACE02S, yang baru tersedia baru-baru ini, berdasarkan analisis data GRACE. Model ini dikembangkan di GeoForschungs Zentrum Potsdam, Jerman, oleh sebuah kelompok yang merupakan penyelidik utama misi GRACE bersama dengan Pusat Penelitian Ruang Angkasa Universitas Texas di Austin.
LAGEOS II, diluncurkan pada tahun 1992, dan pendahulunya, LAGEOS I, diluncurkan pada tahun 1976, adalah satelit pasif yang didedikasikan khusus untuk jangkauan laser. Proses ini mensyaratkan pengiriman pulsa laser ke satelit dari stasiun mulai di Bumi dan kemudian merekam waktu perjalanan pulang pergi. Mengingat nilai yang diketahui untuk kecepatan cahaya, pengukuran ini memungkinkan para ilmuwan untuk secara tepat menentukan jarak antara stasiun mulai laser di Bumi dan satelit.
NASA dan Stanford University, Palo Alto, California mengembangkan Gravity Probe B. Ia akan secara tepat memeriksa perubahan kecil dalam arah putaran empat giroskop yang terkandung dalam satelit Bumi yang mengorbit 400 mil langsung di atas kutub. Eksperimen akan menguji dua teori yang berkaitan dengan Teori Relativitas Umum Einstein, termasuk Lense-Thirring Effect. Efek ini, meskipun kecil untuk Bumi, memiliki implikasi yang luas untuk sifat materi dan struktur alam semesta.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
