Há uma linha de um episódio inicial de A teoria do Big Bang série, em que a Gravity Probe B é descrita como tendo visto "vislumbres" do efeito previsto de arrasto de quadros de Einstein. Na realidade, não está totalmente claro que o experimento foi capaz de distinguir definitivamente um efeito de arrastamento de quadros de um ruído de fundo criado por algumas aberrações extremamente pequenas em seu sistema de detecção.
Se isso conta ou não como um vislumbre - o arrastamento de quadros (a suposta última previsão não testada da relatividade geral) e a Gravity Probe B tornaram-se vinculados na consciência pública. Então, aqui está uma rápida introdução ao que o Gravity Probe B pode ou não ter vislumbrado.
O satélite Gravity Probe B foi lançado em 2004 e colocado em uma órbita polar de 650 quilômetros de altitude ao redor da Terra, com quatro giroscópios esféricos girando dentro dele. O projeto experimental propôs que, na ausência de curvatura do espaço-tempo ou de arrastamento de quadros, esses giroscópios que se movem em uma órbita de queda livre devam girar com seu eixo de rotação alinhado com um ponto de referência distante (neste caso, a estrela IM Pegasi). .
Para evitar qualquer interferência eletromagnética do campo magnético da Terra, os giroscópios foram alojados dentro de um frasco térmico revestido de chumbo - cuja concha estava cheia de hélio líquido. Isso protegia os instrumentos contra interferências magnéticas externas e a supercondutância ativada a frio dentro dos detectores projetados para monitorar o giro dos giroscópios.
O hélio que vazava lentamente do balão também era usado como propulsor. Para garantir que os giroscópios permanecessem em queda livre no caso de o satélite encontrar qualquer arrasto atmosférico - o satélite poderia fazer ajustes de trajetória minuciosos, basicamente voando ao redor dos giroscópios para garantir que eles nunca entrassem em contato com as laterais de seus contêineres.
Agora, embora os giroscópios estivessem em queda livre - era uma queda livre circulando um planeta distorcido no espaço-tempo. Um giroscópio que se move a uma velocidade constante em um espaço bastante vazio também está em uma queda livre 'sem peso' - e pode-se esperar que um giroscópio gire indefinidamente em torno de seu eixo, sem que esse eixo mude. Da mesma forma, sob a interpretação da gravidade de Newton - sendo uma força que atua à distância entre objetos maciços - não há razão para que o eixo de rotação de um giroscópio em uma órbita de queda livre também deva mudar.
Mas para um giroscópio se movendo na interpretação de Einstein de um espaço-tempo acentuadamente curvado em torno de um planeta, seu eixo de rotação deve "inclinar-se" para a inclinação do espaço-tempo. Assim, em uma órbita completa da Terra, o eixo de rotação terminará apontando em uma direção ligeiramente diferente da direção em que começou - veja a animação no final deste clipe. Isso é chamado de efeito geodésico - e a Gravity Probe B demonstrou efetivamente a existência desse efeito com uma probabilidade de apenas 0,5% de que os dados mostrassem um efeito nulo.
Mas, não só a Terra é um objeto curvado no espaço-tempo, como também gira. Essa rotação deve, teoricamente, criar um empecilho no espaço-tempo em que a Terra está inserida. Portanto, esse arrastamento de quadros deve puxar algo que está em órbita para a frente na direção da rotação da Terra.
Onde o efeito geodésico muda o eixo de rotação de um giroscópio em órbita polar em uma direção latitudinal - o arrasto de quadros (também conhecido como efeito Lense-Thirring) deve alterá-lo em uma direção longitudinal.
E aqui é onde o Gravity Probe B não foi bem-sucedido. Verificou-se que o efeito geodésico alterava o eixo de rotação dos giroscópios em 6,606 miliaregundos por ano, enquanto o efeito de arrastamento de quadros era esperado em 41 miliaregundos por ano. Esse efeito muito menor tem sido difícil de distinguir de um ruído de fundo resultante de imperfeições mínimas existentes nos próprios giroscópios. Aparentemente, dois problemas principais foram um caminho polodo variável e uma manifestação maior que o esperado de um torque giroscópio newtoniano - ou, digamos, que, apesar dos esforços, os giroscópios ainda oscilavam um pouco.
Há um trabalho em andamento para extrair laboriosamente os dados de interesse esperados do registro de dados barulhento, através de uma série de suposições que ainda podem estar sujeitas a um debate adicional. Um relatório de 2009 afirmou corajosamente que o efeito de arrastar quadros agora é claramente visível nos dados processados - embora a probabilidade de os dados representem um efeito nulo seja relatada em outros lugares em 15%. Então, talvez vislumbrado seja uma descrição melhor por enquanto.
Aliás, o Gravity Probe A foi lançado em 1976 - e em uma órbita de duas horas confirmou efetivamente a previsão do desvio para o vermelho de Einstein para 1,4 partes em 10.000. Ou apenas digamos que mostrou que um relógio a 10.000 km de altitude foi executado significativamente mais rápido que um relógio no chão.
Leitura adicional: O experimento da sonda de gravidade B em poucas palavras.
