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Effet de glissement de l'image (effet Lens-Thirring)

1918
  • Josef Lense
  • Hans Thirring
Expérience de laboratoire avec un gyroscope démontrant l'entraînement des référentiels en relativité.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La relativité générale prédit qu'un objet massif en rotation devrait entraîner avec lui la structure de l'espace-temps, un phénomène connu sous le nom d'entraînement des référentiels ou effet Lense-Thirring. Cela signifie qu'un gyroscope en orbite autour du corps en rotation subira une précession, non pas en raison d'un couple appliqué, mais parce que l'espace-temps lui-même est déformé par la rotation du corps.

L'effet Lense-Thirring est une conséquence subtile des équations d'Einstein appliquées à une masse en rotation. Alors qu'une masse immobile courbe l'espace-temps de manière statique (décrite par la métrique de Schwarzschild), une masse en rotation y introduit une torsion. Ceci est analogue à une bille tournant dans un fluide visqueux comme le miel : le fluide proche de la bille est entraîné par sa rotation. Dans ce phénomène d'entraînement des référentiels, c'est l'espace-temps lui-même qui est entraîné. L'effet est extrêmement faible. Pour la Terre, la précession prédite d'un gyroscope sur une orbite polaire n'est que d'environ 42 milliarcsecondes par an.

The most definitive confirmation came from the Gravity Probe B (GP-B) satellite mission, launched in 2004. GP-B used four ultra-precise gyroscopes in a polar orbit. After years of data analysis, the science team announced in 2011 that they had measured the frame-dragging effect to within 19% of the value predicted by general relativity. The effect is much more pronounced near rapidly rotating, extremely massive objects like black holes and neutron stars. Frame-dragging plays a crucial role in the astrophysique of these objects, influencing the behavior of accretion disks and potentially providing a mechanism for launching powerful relativistic jets from the poles of active galactic nuclei.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Relativité

Taper

Système abstrait

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Équations de champ d'Einstein
  • Le principe de Mach (en tant qu'influence conceptuelle)
  • Notion de moment angulaire et de rotation en mécanique classique

Applications

  • tester une prédiction fondamentale de la relativité générale avec des satellites comme la sonde gravitationnelle b
  • mesurer la rotation des trous noirs
  • comprendre la dynamique des disques d'accrétion autour des objets massifs
  • fournir des mesures de haute précision du champ gravitationnel terrestre

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • a propulsion system for spacecraft that ‘surfs’ on the dragged spacetime of a rotating body
  • extraction d'énergie à partir de trous noirs en rotation en exploitant l'ergosphère créée par glissement d'image
  • un système de navigation pour l'espace lointain basé sur la cartographie des champs de glissement de cadre des corps célestes
  • utiliser le glissement d'image pour stabiliser les orbites des satellites sans propulseur
  • une méthode pour mesurer la rotation interne des étoiles et des planètes
  • création de champs artificiels de glissement de cadre en laboratoire pour étudier la dynamique de l'espace-temps
  • un appareil de communication qui utilise des torsions spatio-temporelles modulées
  • une méthode permettant de modifier le moment angulaire des astéroïdes pour la défense planétaire
Lié à : l'entraînement des référentiels, l'effet de lentille, la relativité générale, l'espace-temps, la sonde gravitationnelle b, le gyroscope, trou noir rotation, spin.

Contexte historique

Effet de glissement de l'image (effet Lens-Thirring)

1915
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1913
1915
1916
1917
1918
1920
1920
1921

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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