아인슈타인이 상대성 이론을 발표한 이후 과학자들은 태양 근처를 지나갈 때 광선과 전파의 약한 편향을 반복적으로 관찰해 상대성 이론에서 예측한 중력 굽힘 효과를 확인했습니다. 그러나 상대성 이론이 예측한 나머지 두 가지 효과는 아직까지 직접적인 측정으로 확인되지 않았다.

아인슈타인은 거대한 지구의 질량이 지구 주위의 원래 직선형 시공간 구조에 "움푹 들어간 곳"을 일으킬 것이라고 믿었습니다. 중력은 실제로 공간에서 이 "움푹 들어간 곳"을 따라 물체가 곡선으로 움직이는 것입니다. 시간. 또한 지구의 자전으로 인해 주변 시공간 구조의 이러한 "함몰"이 함께 움직이도록 구동되며, 이로 인해 이 "함몰" 구조가 4차원 "소용돌이" 구조로 약간 왜곡될 수 있습니다. 이 두 가지 현상을 각각 측지선 효과와 관성계 항력 효과라고 합니다.

이 두 가지 효과는 지구 표면에 너무 약하고 1년 동안 발생하는 왜곡은 10만분의 1도에 불과합니다. 이는 머리카락만큼 얇은 물체를 400도에서 보는 것과 같습니다. 미터 떨어져 있습니다. 측정 기술의 한계로 인해 과학자들은 수십 년 동안 진전을 이룰 수 없었습니다.

지상에서 관찰하기 어려운데 실험을 우주로 옮길 수 있을까? 1959년 미국 과학자 3명이 중력 효과를 탐지하기 위해 인공위성을 활용한다는 아이디어를 처음 제안했다. : 회전 자이로스코프는 고정된 기준점으로 먼 별과 정렬된 회전축을 가지고 지구 궤도에 배치됩니다. 공간이 왜곡되면 자이로스코프의 축은 시간이 지남에 따라 약간 변경됩니다. 기준별을 기준으로 자이로스코프의 축이 얼마나 변하는지 정확하게 기록하는 것만으로도 시공간의 왜곡 정도를 측정할 수 있습니다.

이 두 가지 시공간 효과를 테스트하는 데 사용되는 우주선 "중력 탐사선 B"가 마침내 발사된 2004년 4월까지 거의 반세기가 지났습니다. 우주선의 길이는 6.4m, 질량은 3.1톤이다. 주요 장비는 매우 민감한 초정밀 자이로스코프이다. 그중 석영으로 만든 4개의 자이로스코프 공은 표면이 극도로 매끄러우며, 진원도 오차가 원자 몇 개 크기를 초과하지 않도록 세심하게 제작되었습니다. 이 공은 인류가 만든 가장 완벽하고 둥근 구체라고 불립니다.

거의 이상적인 시공간 기준 시스템을 제공하려면 이러한 자이로스코프가 가장 조용한 환경에 있어야 하며 외부 힘의 영향을 받지 않아야 합니다. 회전하는 공은 전기장의 힘으로 인해 자이로스코프 중앙에 매달려 있으며, 진공 상태에서는 기준 별에 정렬된 망원경에서 분당 10,000회전의 속도로 회전합니다. 망원경의 외부는 초전도 납주머니로 싸여 있어 외부 자기장의 영향을 받지 않습니다. 이 장비는 절대 영도에 가까운 환경에서 액체 헬륨으로 냉각되는 절연 진공 용기에 배치되며, 외부 간섭을 차단하기 위해 외부에 4겹의 납 보호 장치가 있습니다.

아인슈타인의 예측이 맞다면 지구에 의한 시공간 곡률로 인해 자이로스코프 공의 회전이 불균형을 이루고 점차 정렬에서 벗어나게 되어 자이로스코프도 같은 방향으로 회전하게 될 것입니다. 축을 지구와 수직 방향으로 회전합니다. 이러한 변화는 미묘하지만 우주선 내부의 초전도 양자 간섭계로 감지할 수 있습니다. 현재 우주선은 데이터 수집 임무를 완료했으며 과학자들은 데이터를 분석하고 있습니다.