Umelecká vízia medziplanetárnej sondy Cassini/Huygens pri planéte Saturn v júli 2004.
ILUSTRÁCIA - NASA/JPL
Talianski vedci s doteraz najväčšou presnosťou stanovili zakrivenie časopriestoru, predpovedané Albertom Einsteinom v roku 1915. Pomohla im v tom medziplanetárna kozmická sonda Cassini/Huygens, ktorá od 15. októbra 1997 letí k Saturnu a má takmer stály obojstranný kontakt so Zemou. V strede roka 2002 bola Cassini na dennej oblohe neďaleko od Slnka, presnejšie iba 9 uhlových minút od jeho južnej „hrany“. Túto jedinečnú príležitosť využil tím vedený Brunom Bertottim, astrofyzikom z univerzity v Pavii, aby opäť preveril všeobecnú teóriu relativity.
Pomohlo Slnko a Cassini
Einsteinove rovnice napovedajú, že každá hmota svojím pôsobením zakrivuje okolitý priestor. To sa odzrkadľuje aj v dráhe svetla (elektromagnetického žiarenia každého druhu, teda aj rádiosignálov). V nezakrivenom priestore je najkratšou spojnicou medzi dvoma bodmi priamka. Keby sme však chceli spojiť severný a južný pól Zeme najkratšou spojnicou, museli by sme opustiť dvojrozmerný povrch a prevŕtať sa cez stred (čo je asi 13-tisíc km). Keby sme však chceli zostať na reálnom povrchu, museli by sme zohľadniť zakrivenie, čím by naša pólová spojnica (najkratšia, ktorá vedie na povrchu) merala už okolo 20-tisíc km.
Elektromagnetické žiarenie nemôže vo vesmíre opustiť trojrozmerný priestor žiadnou skratkou. Signály z Cassini, putujúce k Zemi popri Slnku, preto museli urobiť okľuku. Slnko totiž svojou obrovskou hmotnosťou zakrivilo okolitý priestor, po ktorom sa muselo pohybovať aj elektromagnetické žiarenie sondy.
Medzi 6. júnom a 7. júlom 2002 talianski vedci zmerali v prijatých signáloch sondy Cassini efekty úzko spojené s týmto fenoménom. Ako sa teoreticky predpovedalo, mali vysokofrekvenčné signály sondy skutočne nepatrne dlhšiu (ale merateľnú) cestu k Zemi.
Presnosť, ktorá vyráža dych
Konečná presnosť preverenia teórie relativity bola po zložitých korekciách z doterajších podobných meraní najvyššia, najmä vďaka tomu, že Cassini má celkove viac ako päť ton. Jej vysoká hmotnosť umožnila minimalizovať poruchové efekty skryté v pohybe sondy. Cassini je zrejme poslednou medziplanetárnou sondou s takou vysokou hmotnosťou.
K redukovaniu chýb v nameraných údajoch prispelo aj to, že počas celého experimentu mala Cassini stály rádiový kontakt so Zemou, čo zvýšilo celkovú sadu nameraných údajov. Talianski astrofyzici tým zlepšili konečné výsledky v porovnaní s inými predchádzajúcimi meraniami takmer 50-krát.
V časopise Nature ich Bertotti uvádza v podobe takzvanej hodnoty „gama“, ktorú Einstein zaviedol do svojich matematických rovníc a ktorej prisúdil hodnotu 1. V klasickej newtonovskej fyzike je člen gama rovný nule. Tím vedcov skutočne vypočítal pomocou sondy Cassini veľkosť tejto veličiny s doteraz najvyššou presnosťou (1:40 000) a potvrdil jej hodnotu predpovedanú Einsteinom.
Podľa ich mienky je ešte stále možné túto presnosť zlepšovať, čím by sa dali dokonca preveriť aj niektoré teórie o pomalých zmenách jemnoštruktúrnych konštánt. Určite k tomu dopomôžu aj budúce vesmírne projekty. NASA chce 6. decembra vypustiť družicu Gravity Probe B a Európania majú v pláne astrometrický satelit GAIA (predpokladaný štart v roku 2010).
MILAN HELD
