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Gravity Probe



Gravity Probe sind zwei Satelliten (A und B), die zur experimentellen Überprüfung von Aussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein dienen.

Table of contents
1 Gravity Probe A
2 Gravity Probe B
3 Weblinks

Gravity Probe A

Gravity Probe A untersuchte 1976 die Beeinflussung der Zeit durch die Gravitation. Eine Sonde mit einer extrem genauen Atomuhr wurde auf ca. 10.000 km Höhe gebracht, um danach wieder zur Erde zurückzufallen. Radioübertragung der von der Atomuhr gemessenen Zeit bestätigten die gravitationsbedingte Zeitdilatation. Außerdem lieferte das Experiment eine Messung des Äquivalenzprinzipss mit einer Genauigkeit 200 ppm.

Gravity Probe B

Gravity Probe B (GP-B) ist eine Satelliten-Mission zur erstmaligen experimentellen Überprüfung zweier Aussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Untersucht werden soll der Einfluss von Objekten auf die Struktur von Raum und Zeit:

1) Die gekrümmte Raumzeit: Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass eine Masse im Raum, beispielsweise die Erde, die lokale Raumzeit verformt, indem diese eine Delle bzw. Krümmung der Raumzeit erzeugt.

2) Der Lense-Thirring-Effekt (Frame-dragging-Effekt): Wenige Jahre nachdem Einstein die Allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte, sagten 1918 die beiden österreichischen Physiker Joseph Lense (1890 - 1985) und Hans Thirring (1888 - 1976) voraus, dass die Rotation einer Masse im Raum die lokale Raum-Zeit mit sich zieht und diese dadurch verdrillt.

In dem Satelliten Gravity Probe B befindet sich ein Gyroskop-Experiment, das gemeinsam von Wissenschaftlern der NASA und der physikalischen Fakultät der Stanford University entwickelt wurde. Das Experiment versucht kleinste Änderungen in der Ausrichtung der Rotationsachsen von vier Gyroskopen (Kreisel) nachzuweisen.

Nach den Vorhersagen der Wissenschaftler sollten sich die Rotationsachsen der Gyroskope pro Jahr um 6,6 Bogensekunden (1 Bogensekunde = 1/3600 Grad) auf Grund der Raumzeit-Krümmung neigen und um 42 Milli-Bogensekunden durch den Lense-Thirring-Effekt. Die Messung derartig kleiner Änderungen der Rotationsachse ist eine extreme Herausforderung an die Experimentiertechnik. Die eigens für diese Mission entwickelten Gyroskope bestehen aus Quarzkugeln von der Größe eines Tennisballs, die im Vakuum mit 10.000 U/min. rotieren. Sie werden auf 1,8 K abgekühlt, so dass ihre mit Niob beschichtete Oberfläche supraleitend wird. Die Veränderungen der Rotationsachse werden mittels hochempfindlicher supraleitender Quanteninterferenz-Detektoren, so genannter SQUIDs, gemessen. Auf diese Weise sind Veränderungen von 1/40.000.000 Grad messbar. Unter diesem Winkel erscheint ein Stecknadelkopf im Abstand von 1.000 km. Der Effekt der Raumzeit-Krümmung wird mit einer Präzision von 0,01% messbar sein, was den bisher genauesten Test der allgemeinen Relativitätstheorie überhaupt darstellt. Selbst der Lense-Thirring-Effekt wird noch mit einer Genauigkeit von 1% messbar sein.

Die Kosten der Mission belaufen sich auf 700 Millionen US-Dollar.

Der Satellit wurde am 20. April 2004 vom US-Luftwaffenstützpunkt Vandenberg an Bord einer Delta II-Rakete erfolgreich gestartet. Die Bahn des Satelliten führt in einer Höhe von ca. 740 km über die beiden Pole.

Weblinks




     
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