Uma equipe internacional de pesquisadores da NASA e da universidade encontrou a primeira evidência direta de que a Terra está arrastando espaço e tempo ao seu redor enquanto gira.
Os pesquisadores acreditam que eles mediram o efeito, previsto pela primeira vez em 1918, usando a teoria da relatividade geral de Einstein, observando com precisão as mudanças nas órbitas de dois satélites de alcance a laser que orbitam a Terra. Os pesquisadores observaram as órbitas do satélite de geodinâmica a laser I (LAGEOS I), uma espaçonave da NASA, e LAGEOS II, uma espaçonave conjunta da NASA / Agência Espacial Italiana (ASI).
A pesquisa, relatada na revista Nature, é a primeira medida precisa de um efeito bizarro que prevê que uma massa em rotação arraste espaço ao seu redor. O efeito Lense-Thirring também é conhecido como arrastar quadros.
A equipe foi liderada pelo Dr. Ignazio Ciufolini, da Universidade de Lecce, Itália, e pelo Dr. Erricos C. Pavlis, do Centro Conjunto de Tecnologia de Sistemas Terrestres, uma colaboração de pesquisa entre o Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland, e o Universidade de Maryland Baltimore County.
"A relatividade geral prevê que objetos rotativos maciços devem arrastar o espaço-tempo ao seu redor à medida que giram", disse Pavlis. “O arrasto de quadros é como o que acontece se uma bola de boliche gira em um fluido espesso, como o melaço. Quando a bola gira, ela puxa o melaço ao seu redor. Qualquer coisa presa no melaço também se moverá ao redor da bola. Da mesma forma, à medida que a Terra gira, ela puxa o espaço-tempo ao seu redor. Isso mudará as órbitas dos satélites perto da Terra. ” O estudo é um acompanhamento de trabalhos anteriores em 1998, em que a equipe dos autores relatou a primeira detecção direta do efeito.
A medição anterior era muito menos precisa que o trabalho atual, devido a imprecisões no modelo gravitacional disponível na época. Os dados da missão GRACE da NASA permitiram uma grande melhoria na precisão de novos modelos, o que tornou possível esse novo resultado.
"Descobrimos que o avião das órbitas do LAGEOS I e II foi deslocado cerca de seis pés (dois metros) por ano na direção da rotação da Terra", disse Pavlis. “Nossa medida concorda 99% com o previsto pela relatividade geral, que está dentro da nossa margem de erro de mais ou menos cinco por cento. Mesmo se os erros do modelo gravitacional estiverem fora de duas ou três vezes os valores citados oficialmente, nossa medição ainda é precisa para 10% ou mais. ” As medições futuras da Gravity Probe B, uma sonda da NASA lançada em 2004, devem reduzir essa margem de erro para menos de um por cento. Isso promete contar aos pesquisadores muito mais sobre a física envolvida.
A equipe de Ciufolini, usando os satélites LAGEOS, observou anteriormente o efeito Lense-Thirring. Recentemente, foi observado em torno de objetos celestes distantes com campos gravitacionais intensos, como buracos negros e estrelas de nêutrons. A nova pesquisa em torno da Terra é a primeira medição direta e precisa desse fenômeno no nível de 5 a 10%. A equipe analisou um período de 11 anos de dados sobre laser, dos satélites LAGEOS de 1993 a 2003, usando um método desenvolvido por Ciufolini há uma década.
As medições exigiram o uso de um modelo extremamente preciso do campo gravitacional da Terra, chamado EIGEN-GRACE02S, que ficou disponível apenas recentemente, com base em uma análise dos dados do GRACE. O modelo foi desenvolvido no GeoForschungs Zentrum Potsdam, Alemanha, por um grupo que é co-principal investigador da missão GRACE, juntamente com o Centro de Pesquisas Espaciais da Universidade do Texas em Austin.
O LAGEOS II, lançado em 1992, e seu antecessor, LAGEOS I, lançado em 1976, são satélites passivos dedicados exclusivamente à faixa de laser. O processo envolve enviar pulsos de laser para o satélite a partir de várias estações na Terra e, em seguida, registrar o tempo de viagem de ida e volta. Dado o valor conhecido pela velocidade da luz, essa medição permite que os cientistas determinem com precisão as distâncias entre as estações de alcance a laser na Terra e o satélite.
A NASA e a Universidade de Stanford, em Palo Alto, Califórnia, desenvolveram o Gravity Probe B. Ele verificará com precisão pequenas mudanças na direção do giro de quatro giroscópios contidos em um satélite da Terra que orbita 400 milhas diretamente sobre os polos. O experimento testará duas teorias relacionadas à Teoria da Relatividade Geral de Einstein, incluindo o Efeito Lense-Thirring. Esses efeitos, embora pequenos para a Terra, têm implicações de longo alcance para a natureza da matéria e a estrutura do universo.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
