NASAと大学の研究者の国際チームは、地球が自転しているときに、地球が自分の周りの空間と時間を引きずっている最初の直接的な証拠を見つけました。
研究者たちは、1918年にアインシュタインの一般相対性理論を使用して、2つの地球周回レーザー距離測定衛星の軌道のシフトを正確に観測することにより、効果を測定したと考えています。研究者たちは、NASAの宇宙船であるレーザー地球力学衛星I（LAGEOS I）と、NASAとイタリアの宇宙機関（ASI）の共同宇宙船であるLAGEOS IIの軌道を観察しました。
ジャーナルNatureで報告された研究は、回転する物体がその周りの空間を引きずることを予測する奇妙な効果の最初の正確な測定です。 Lense-Thirring Effectは、フレームのドラッグとしても知られています。
このチームは、イタリアのレッチェ大学のイグナツィオシウフォリニ博士と、NASAのゴダード宇宙飛行センター、メリーランド州グリーンベルト、およびメリーランド大学ボルチモア郡。
「一般相対性理論は、回転する巨大な物体が回転するときに、それらの周りで時空を引きずるはずだと予測している」とパブリスは述べた。 「フレームのドラッグは、糖蜜などの濃厚な液体の中でボウリングのボールが回転する場合に発生するようなものです。ボールが回転すると、糖蜜がそれ自体の周りに引っ張られます。糖蜜に詰まったものもボールの周りを動きます。同様に、地球が自転するにつれて、地球は周囲の時空を引き寄せます。これにより、地球の近くの衛星の軌道がシフトします。」この研究は、1998年の初期の研究のフォローアップであり、著者のチームは効果の最初の直接検出を報告しました。
当時利用可能な重力モデルに不正確さがあったため、以前の測定は現在の作業よりもはるかに正確ではありませんでした。 NASAのGRACEミッションのデータにより、新しいモデルの精度が大幅に向上し、この新しい結果が可能になりました。
「LAGEOS IとIIの軌道面は、地球の自転の方向に年間6フィート（2メートル）シフトしていることがわかりました」とPavlis氏は述べています。 「私たちの測定値は、一般相対性理論によって予測されるものと99％一致しています。これは、±5％の誤差範囲内です。重力モデルの誤差が公式に引用された値の2〜3倍ずれていても、測定値は10パーセント以上の正確さです。」 2004年に打ち上げられたNASAの宇宙船であるGravity Probe Bによる将来の測定では、このエラーマージンを1％未満に減らすはずです。これは、関係する物理学について研究者に多くのことを伝えることを約束します。
Ciageliniのチームは、LAGEOS衛星を使用して、以前にLense-Thirring効果を観測しました。最近、ブラックホールや中性子星など、重力場が強い遠方の天体の周りに観測されています。地球周辺の新しい研究は、この現象を5〜10％のレベルで直接かつ正確に測定する最初の研究です。チームは、10年前にCiufoliniによって考案された方法を使用して、1993年から2003年までのLAGEOS衛星からの11年間のレーザーレンジングデータを分析しました。
測定には、EIACE-GRACE02Sと呼ばれる地球の重力場の非常に正確なモデルを使用する必要がありました。これは、GRACEデータの分析に基づいて、最近になって利用可能になったものです。このモデルは、テキサス州オースティン大学の宇宙研究センターとともにGRACEミッションの共同主任研究員であるグループによって、GeoForschungs Zentrum Potsdamで開発されました。
1992年に打ち上げられたLAGEOS IIとその前身である1976年に打ち上げられたLAGEOS Iは、レーザー測距専用のパッシブ衛星です。このプロセスでは、地球上の測距局から衛星にレーザーパルスを送信し、往復の移動時間を記録します。光速の既知の値を考えると、この測定により、科学者は地球上のレーザー測距局と衛星との間の距離を正確に決定できます。
NASAとカリフォルニア州パロアルトのスタンフォード大学がGravity Probe Bを開発しました。これは、極衛星を400マイル直上を周回する地球衛星に含まれる4つのジャイロスコープの回転方向の小さな変化を正確にチェックします。実験では、レンズ攪拌効果を含む、アインシュタインの一般相対性理論に関連する2つの理論をテストします。これらの影響は、地球にとっては小さいものの、物質の性質と宇宙の構造に対して広範囲に影響を及ぼします。
元のソース：NASAニュースリリース
