Orbitele eliptice ale sateliților Galileo 5 și 6 au permis cercetătorilor să măsoare dilatarea timpului gravitațional cu o precizie fără precedent. Excentricitatea relativistă atinge o amplitudine de vârf de aproximativ 370 nanosecone, datorită schimbării înălțimii sateliților
Lansarea nereușită a doi sateliți de poziționare globală în urmă cu patru ani sa dovedit a fi un adevărat cadou pentru fizicieni. Oamenii de știință au folosit navele spațiale 5 și 6 ale sistemului Galileo pentru a măsura cu mai multă precizie dilatarea timpului gravitațional.
Dilatarea timpului gravitațional (roșu de gravitație) este o predicție cheie a teoriei generale a relativității, pe care Albert Einstein a publicat-o acum 100 de ani. Câmpurile gravitaționale încetinesc trecerea timpului. Cu cât se apropie ceasul de un obiect masiv, cu atât mai lent se vor mișca săgețile pentru observatorul extern.
Încetinirea timpului apare și datorită mișcării, așa cum a fost prezis de teoria specială a relativității din 1905 a lui Einstein. Cu cât deplasați mai repede, cu atât mai lent ceasurile (pentru observatorul extern). Dilatarea de timp nu este doar un fenomen teoretic. Sateliții ar fi trebuit să o folosească pentru a oferi lecturi corecte utilizatorilor de pe Pământ. Cercetătorii au reușit să măsoare fenomenul în domeniu. Cel mai faimos caz a fost înregistrat în 1976 folosind experimentul Gravity Probe-A. Apoi, un ceas atomic a fost trimis la o altitudine de 10.000 km, după care au comparat datele cu citirile de pe Pământ. Rezultatele au confirmat predicțiile teoriei generale de relativitate cu o precizie de 0,007%.
Măsurătorile sondei Gravity-A au fost considerate standardul de aur timp de 40 de ani, până la apariția sateliților Galileo 5 și 6. Perechea a fost lansată pe racheta Soyuz în 2014 pentru a se alătura rețelei europene de navigație prin satelit. Dar lucrurile nu au mers conform planului. Concluzia este că racheta a lansat sateliții în orbite neregulate (prea eliptice pentru navigație). Ambii sateliți se ridică și se prăbușesc la 8 500 km în orbită de două ori pe zi.
Acest comportament nu este potrivit pentru munca de navigare, iar membrii echipei încearcă încă să-și dea seama cum să returneze sateliții într-o constelație. Dar această situație este ideală pentru schimbarea dilatării timpului, mai ales că Galileo 5 și 6 au propriile lor ceasuri atomice, care vor rămâne stabile pentru 3 milioane de ani.
Datorită unei defecțiuni, sateliții Galileo 5 și 6 au fost lansați în orbite greșite în timpul lansării rachetei Soyuz în 2014. Manevrele ulterioare au ajutat la desfășurarea orbitelor lor, dar căile de zbor rămân prea eliptice pentru a se alătura constelației.
Măsurătorile noi au îmbunătățit exactitatea determinării timpului de decelerare gravitațional de 5 ori comparativ cu indicatorii Gravity Probe-A. Mă bucur că teoria este confirmată de observațiile practice.
Rezultatele extraordinare au fost posibile datorită caracteristicilor unice ale sateliților Galileo. Este necesar să le mulțumim pentru stabilitatea ceasurilor atomice de la bord, pentru precizia pe orbită, precum și pentru prezența unor reflectoare laser, care oferă caracteristicile de performanță ale măsurărilor independente și precise ale orbitei de pe Pământ.
