Entonces, @uhoh, ¿quiere obtener algunos datos experimentales para verificar los límites de la gravedad no newtoniana en escalas de longitud superiores a 1 metro? , propuso un experimento:
Coloque dos masas esféricas grandes (1000 kg) en el espacio (donde haya la menor perturbación posible de los gradientes de gravedad), haga que las esferas orbiten entre sí a una distancia de menos de 10 cm. Luego, integre con el tiempo, para medir el período orbital y la distancia entre las esferas.
Entonces mi pregunta:
¿Qué efectos secundarios estropearían este experimento (p. ej., la carga electrostática solar, los cambios de momento angular debido a la incidencia de fotones, etc.) y cómo mediría la influencia de esos efectos secundarios?
Cuando era estudiante universitario, algunos amigos se involucraron en una propuesta ("proyecto VER") para hacer exactamente esto , aunque con masas más pequeñas. El método propuesto era un satélite especialmente diseñado para producir fuerzas gravitatorias insignificantes en los objetos del interior (haciendo que la distribución de masa del satélite coincidiera con la distribución de carga en la superficie de un conductor de la misma forma, ya que los campos eléctrico y gravitacional van como ). Luego, se liberarían masas de prueba en una cavidad dentro del satélite, donde las interacciones gravitatorias dominantes serían con la Tierra y entre sí. Hay un efecto claro en el que la interacción gravitacional entre los satélites que coorbitan es efectivamente repulsiva, lo que lleva a órbitas de herradura . Huelga decir que el número de "efectos secundarios" fue muy grande. Como prueba fundamental de la gravitación, el proyecto nunca se lanzó.
Un proyecto exitoso que le interesaría fue el Experimento climático y de recuperación de la gravedad, GRACE. Se trataba de un par de satélites idénticos en órbitas de persecución casi polares, separados por unos 200 km; la separación entre los satélites se midió continuamente con una precisión muy alta. El efecto dominante en esas órbitas fueron las fluctuaciones de densidad en el material cerca de la superficie de la Tierra. A medida que los dos satélites se acercaban a una región densa de la Tierra, se sentían atraídos por ella y aceleraban, y el satélite principal se alejaba; a medida que se alejaban de la región de mayor densidad, la brecha se volvía a cerrar. La órbita GRACE cubrió la mayor parte de la superficie de la Tierra con frecuencia (¿diariamente?), por lo que además de ser sensible a las estructuras geológicas, pudieron medir cosas como el movimiento estacional del agua subterránea y el hielo glacial.
Creo que ese es uno de los problemas que condenaron al Proyecto SEE. Recuerdo estar sentado en una reunión de almuerzo donde ese grupo reveló que su sensibilidad de diseño era lo suficientemente precisa como para ubicar una manada de búfalos, y me preguntaba cómo distinguirían un efecto gravitacional novedoso de una decisión comercial tomada por un ranchero en ninguna parte rural. Pero también había problemas potenciales con la recopilación de datos de posición, con la gestión térmica, etc.
Esto es más un indicador de la literatura que una respuesta a su pregunta. Creo que hay una falla obvia en su propuesta de tener dos objetos de una tonelada orbitando entre sí con una separación del centro de masa de diez centímetros, y es que no conozco ningún material que sea lo suficientemente denso como para que físicamente tener lugar. Una órbita tan directa de dos cuerpos entre masas tan pequeñas también sería dolorosamente lenta, por lo que probablemente no podría ignorar la gravedad terrestre/solar/joviana a menos que realizara el experimento en el sistema solar exterior.
Triático
DarcyThomas
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