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Arrasto de quadro (Efeito de estrangulamento da lente)

1918
  • Josef Lense
  • Hans Thirring
Laboratory gyroscope experiment demonstrating frame-dragging in relativity.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A relatividade geral prevê que um objeto massivo em rotação deve "arrastar" o tecido do espaço-tempo ao seu redor, um fenômeno conhecido como arrasto de referenciais ou efeito Lense-Thirring. Isso significa que um giroscópio orbitando o corpo em rotação sofrerá precessão, não devido a qualquer torque aplicado, mas porque o próprio espaço-tempo está sendo distorcido pela rotação do corpo.

O efeito Lense-Thirring é uma consequência sutil das Equações de Campo de Einstein quando aplicadas a uma massa em rotação. Enquanto uma massa não rotativa curva o espaço-tempo estaticamente (descrito pela métrica de Schwarzschild), uma massa em rotação introduz uma "torção" no espaço-tempo. Isso é análogo a uma bola girando em um fluido viscoso como mel; o fluido próximo à bola é arrastado por sua rotação. No arrasto de referenciais, o próprio espaço-tempo é arrastado. O efeito é extremamente fraco. Para a Terra, a precessão prevista de um giroscópio em órbita polar é de apenas cerca de 42 miliarcosegundos por ano.

A confirmação mais definitiva veio da missão do satélite Gravity Probe B (GP-B), lançada em 2004. O GP-B utilizou quatro giroscópios ultraprecisos em órbita polar. Após anos de análise de dados, a equipe científica anunciou em 2011 que havia medido o efeito de arrasto de referenciais com uma precisão de 19% em relação ao valor previsto pela relatividade geral. O efeito é muito mais pronunciado próximo a objetos extremamente massivos e de rotação rápida, como buracos negros e estrelas de nêutrons. O arrasto de referenciais desempenha um papel crucial na astrofísica desses objetos, influenciando o comportamento dos discos de acreção e potencialmente fornecendo um mecanismo para o lançamento de poderosos jatos relativísticos a partir dos polos de núcleos galácticos ativos.

UNESCO Nomenclature: 2211
Relatividade

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Equações de Campo de Einstein
  • O princípio de Mach (como influência conceitual)
  • Conceito de momento angular e rotação na mecânica clássica

Aplicações

  • Testando uma previsão fundamental da relatividade geral com satélites como a sonda gravitacional B.
  • Medindo a rotação de buracos negros
  • Entendendo a dinâmica dos discos de acreção em torno de objetos massivos.
  • fornecendo medições de alta precisão do campo gravitacional da Terra

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Related to: frame-dragging, lense-thirring effect, general relativity, spacetime, gravity probe b, gyroscope, black hole spin, rotation.

Contexto histórico

Arrasto de quadro (Efeito de estrangulamento da lente)

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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