Wird dieses europäischen Satelliten Einsteins letzte ungeprüfte Idee bestätigen?

Lisa Pathfinder wird Ausrüstung für eine Umlaufbahn Sternwarte testen, die in den dunkelsten Ecken des Universums peer wird

Vielleicht war es die größte wissenschaftliche Errungenschaft des 20. Jahrhunderts. Und nächste Woche Weltraumforscher feiert den 100. Jahrestag der Veröffentlichung von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie in der passenden Stil – durch die Einführung einer Sonde zu helfen, die Genauigkeit der letzten unbewiesene Vorhersage der Theorie zu demonstrieren: die Existenz von Gravitationswellen.

Um 04:15 am 2. Dezember soll der Satellit, bekannt als Lisa Pathfinder in den Orbit von der European Space Agency-Mitte in Kourou, Französisch-Guayana gestrahlt werden. Es wird Ausrüstung tragen, die als Komponenten für eine zukünftige umkreisen Gravitationswelle Observatorium getestet werden.

"Die Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie ist das wissenschaftliche Äquivalent von Michelangelos Sixtinische Kapelle,", sagte Pedro Ferreira, Professor für Astrophysik an der Universität Oxford. "Beide sind einzigartige Werke des Genies und jeder konnte nur von einer einzigen Person getan haben." "Und es ist ziemlich erstaunlich, dass Lisa Pathfinder Satelliten – die entworfen, um Gravitationswellen zu finden, deren Existenz von der Theorie vorhergesagt wird – wird auf die genaue Jahrestag der Veröffentlichung von Einsteins Arbeit ins Leben gerufen werden."

Gravitationswellen werden gedacht, um durch den Raum geschleudert werden, wenn Sterne werfen ihr Gewicht um, zum Beispiel beginnen wenn sie in schwarzen Löchern kollabieren oder Paare von Super-dichten Neutronensterne anfangen zu näher zueinander drehen. Diese Prozesse setzen massive Stämme auf dem Stoff von Raum und Zeit, Druck und Dehnung, so dass Wellen der Gravitationsenergie quer durch das Universum Strahlen. Dies sind Gravitationswellen.

Beobachtungen von US-Astronomen Joseph Taylor und Russell Hulse in den 1980er Jahren zur Verfügung gestellt wesentliche stützenden Beweis ihrer Existenz. Das Paar zeigte, dass ein Neutronenstern, jetzt bekannt als der Hulse-Taylor-Pulsar, ein binäres System gehörte dessen Umlaufbahn mit einer Rate entsprechen sie Abpumpen Gravitationswellen verfallen war. Diese Arbeit gewann Hulse und Taylor 1993 den Nobelpreis für Physik. Seitdem, Physiker haben versucht, vor Ort Gravitationswellen direkt, mit Boden-basierten Geräten mit einem gemeinsamen Motiv: zwei lange Arme im rechten Winkel zueinander, erstreckt sich von einem zentralen Punkt gesetzt.

Trifft eine Gravitationswelle, sollte vorübergehend schrumpfen einarmig und andererseits etwas zu verlängern. Diese Änderung kann dann gemessen werden – wenn auch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, weil jede Änderung in eine Armlänge Abstand durch eine Gravitationswelle induziert werden nur ein paar 100 Milliarden-Milliardstel von einem Meter.

Bisher haben Forscher noch, solche Veränderungen zu erkennen. Sobald sie das tun, wird eine der letzten Hürden um ein vollständiges Verständnis der die Zusammensetzung unseres Universums erreicht worden. Jedoch erweitern sie nun ihre Bemühungen, Raum, weil im Orbit, es möglich sein sollte, Detektoren, die 5 Millionen Kilometer voneinander entfernt sind und die werden besser in der Lage, die Kompression und Dehnung der Raumzeit, zu fliegen.

"Über diese riesige Entfernungen eine Gravitationswelle bewirkt viel größer und so wird es viel leichter zu erkennen," sagte Paul McNamara, die Mission-Projektwissenschaftler.

Die Pathfinder Sonde wird Ausrüstung testen, die später verwendet wird, um eine Full-Scale umkreisen Gravitationswellen-Detektor, ein Gerät zu bauen, die als Lisa, die Laser Interferometer Space Antenne bekannt sein wird. Astronomen müssen jedoch warten einige Zeit, bevor es kommt, weil der European Space Agency nicht wollen Lisa bis 2034 zu starten.

"Es ist ein einfach eine Frage des Budgets. Es gibt so viele andere große Raumfahrtprojekte im Wettbewerb um Geld,"sagte McNamara. "Dennoch wird eine weltraumgestützten Gravitationswellendetektor Sternwarte Astronomie revolutionieren. Wir bauen nicht nur einen Detektor. Wir haben eine Maschine, die Gravitationswellen nutzen werden, um das Universum zu studieren.

"Es wird ein Observatorium und es wird ein völlig neues Medium nutzen, um in das Universum dunklen Ecken spähen. Natürlich werden ein großes viele technologische Hürden müssen überwunden werden. Dies ist ein sehr ehrgeiziges Projekt. Nichtsdestotrotz glauben wir, dass wir es schaffen können."

Das Herzstück von Lisa Pathfinder sind zwei 2kg Würfel aus Gold und Platin. Diese schweben frei im Inneren das Handwerk dürfen während vor allen Formen der Strahlung und Teilchen-Bombardement abgeschirmt wird. Die Aufgabe der Lisa Pathfinder wird dann sein, um festzustellen, ob es möglich ist, Laser verwenden, um Abweichungen in ihren Bewegungen im Inneren das Handwerk mit einer Genauigkeit von einem Billionstel Meter messen. "Wir haben sehr hart gearbeitet, auf dies und wir sind sicher, dass wir es tun können", fügte McNamara.

"Dies ist eine große Aufgabe und die Tatsache, dass es geht, genau 100 Jahre nach die Veröffentlichung über die allgemeine Relativitätstheorie am 2. Dezember 1915, nur gestartet werden, macht das Erlebnis umso reicher für uns."

THEORIE, DIE JAHRE IN DER HERSTELLUNG

In seiner Auf die allgemeine Theorie der RelativitätAlbert Einstein nahm die bisherige Vorstellungen über die Schwerkraft, die als eine Kraft, die zwischen Objekten gesehen hatte – und ersetzte sie durch eine Beschreibung davon als eine geometrische Eigenschaft von Raum und Zeit.

Viele Vorhersagen aus dieser Idee ausging: die Existenz von Super-dichten eingestürzten Sternen – heute bekannt als schwarze Löcher – Schwerkraft lensing, in das Licht aus einer fernen Quelle wird verzerrt durch eine riesige, zwischengeschaltete Objekt, Gravitationswellen und viele andere.

"All diese Phänomene sind nun – mit einer Ausnahme, und das ist Gravitationswellen, beobachtet worden", sagte Pedro Ferreira, dessen Buch Die perfekte Theorie, im letzten Jahr veröffentlicht die Kämpfe, die Einstein zu ertragen, bei der Ausarbeitung seiner Theorie beschrieben.

"Es war wie ein kleines Kunstwerk, der Aufwand für einen Mann, der sieben Jahre lang gekämpft, nur um Dinge richtig zu machen," sagte Ferreira. "Er arbeitete an seinen Ideen und Gleichungen erschöpfend und dann stellte seine Theorie in einer Reihe von Vorträgen im November 1915 gipfelte in einer Abschlusspräsentation am 24.." Dann veröffentlichte er in einer unglaublich kurzen Zeit am 2. Dezember."

Zum Zeitpunkt Aufmerksamkeit der Veröffentlichung von Einsteins Theorie wenig. Europa wurde dann durch den Krieg erschüttert. Jedoch machte die Theorie weltweite Schlagzeilen kurz nach dem Krieg, der britische Astronom Arthur Eddington Sterne Positionen während einer totalen Sonnenfinsternis untersucht und festgestellt, dass ihr Licht von der Sonne in Einklang mit Einsteins Theorie geknickt war.

Es dauerte jedoch die Entwicklung der Radioastronomie voll unterstreicht die Bedeutung der allgemeinen Relativitätstheorie. "Astronomen begannen, Ultra-energetische, unglaublich dichte Objekte zu erkennen, die nur in Bezug auf ihre Gravitationsfeldern verstanden werden könnte", sagte Ferreira. "Schwerkraft war wirklich, wirklich wichtig, und die einzige Theorie, die es uns ermöglicht, Schwerkraft zu verstehen ist die allgemeine Relativitätstheorie."