Effet lense-thirring

En astrophysique, l'effet Lense-Thirring (aussi appelé frame-dragging en anglais) est un phénomène prédit par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein et qui serait détectable autour d'objets en rotation très rapide et/ou dans un champ gravitationnel extrêmement fort, comme autour d'un trou noir.

Présentation

D'après la relativité générale, aux alentours d'un corps avec un moment cinétique très fort, l'espace et le temps sont en quelque sorte « entraînés » avec le mouvement de rotation (comme un bateau serait « entraîné » par un tourbillon). Cet effet a été découvert pour la première fois en 1918 par les physiciens autrichiens Jospeh Lense et Hans Thirring dans leurs travaux sur la relativité générale. L'effet Lense-Thirring est extrêmement faible. Cela implique qu'il est observable seulement autour d'un objet en rotation avec un très fort champ gravitationnel, comme un trou noir. L'autre possibilité est de construire un instrument extrêmement sensible. C'est le cas avec la mission du satellite Gravity Probe B, lancé en 2004, par la NASA.

Références

• Einstein, A The Meaning of Relativity (contains transcripts of his 1921 Princeton lectures).
• Thirring, H. Über die Wirkung rotierender ferner Massen in der Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift 19, 33 (1918). [On the Effect of Rotating Distant Masses in Einstein's Theory of Gravitation]
• Thirring, H. Berichtigung zu meiner Arbeit: "Über die Wirkung rotierender Massen in der Einsteinschen Gravitationstheorie". Physikalische Zeitschrift 22, 29 (1921). Correction to my paper "On the Effect of Rotating Distant Masses in Einstein's Theory of Gravitation"
• Lense, J. and Thirring, H. Über den Einfluss der Eigenrotation der Zentralkörper auf die Bewegung der Planeten und Monde nach der Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift 19 156-63 (1918) [On the Influence of the Proper Rotation of Central Bodies on the Motions of Planets and Moons According to Einstein's Theory of Gravitation]
• I. Ciufolini. On a new method to measure the gravitomagnetic field using two orbiting satellites. Il Nuovo Cimento A, 109, 1709-1720, (1996).
• I. Ciufolini, F. Chieppa, D. Lucchesi, and F. Vespe. Test of Lense-Thirring orbital shift due to spin. Classical and Quantum Gravity 14, 2701-2726, (1997).
• I. Ciufolini, E.C. Pavlis, F. Chieppa, E. Fernandes-Vieira, and J. Perez-Mercader, J. Test of general relativity and measurement of the Lense-Thirring effect with two Earth satellites. Science 279, 2100-2103, (1998).
• I. Ciufolini. Frame Dragging and Lense-Thirring Effect, General Relativity and Gravitation 36, 2257-2270, (2004).
• J. C. Ries, R. J. Eanes and B. D. Tapley. Lense-Thirring Precession Determination from Laser Ranging to Artificial Satellites. Nonlinear Gravitodynamics ed. R. Ruffini and C. Sigismondi (World Scientific, Singapore, 2003a) pp. 201-211.
• L. Iorio. The impact of the static part of the Earth's gravity field on some tests of General Relativity with Satellite Laser Ranging. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy 86 277-294, (2003).
• J. C. Ries, R. J. Eanes, B. D. Tapley and G. E. Peterson. Prospects for an Improved Lense-Thirring Test with SLR and the GRACE Gravity Mission. Proc. 13th Int. Laser Ranging Workshop NASA CP 2003-212248 ed. R. Noomen, S. Klosko, C. Noll and M. Pearlman. (NASA Goddard 2003b). Preprint [1]
• L. Iorio and A. Morea. The impact of the new Earth gravity models on the measurement of the Lense-Thirring effect. General Relativity and Gravitation 36, 1321-1333, (2004). Preprint [2].
• I. Ciufolini, E. C. Pavlis. A confirmation of the general relativistic prediction of the Lense – Thirring effect. Nature 431, 958 - 960 (21 October 2004); doi:10.1038/nature03007
• L. Iorio. On the reliability of the so-far performed tests for measuring the Lense – Thirring effect with the LAGEOS satellites. New Astronomy in press. (2005a); doi:10.1016/j.newast.2005.01.001 [3]
• L. Iorio. On the impact of the secular rates of the even zonal harmonics on the measurement of the Lense-Thirring effect: a quantitative analysis, (2005b). Preprint [4].

Voir aussi

Liens internes

• Trou noir de Kerr

Liens externes

• (en) Frame Dragging
• (en) Duke University press release: General Relativistic Frame Dragging
• (en) Ciufolini et al. LAGEOS paper 1997 - 25% error
• (en) Ciufolini update Sep 2002 - 20% error
• (en) Press release regarding LAGEOS study
• (en) Preprint by Ries et al.
• (en) Ciufolini and Pavlis Nature new article on 2004 re-analysis of the LAGEOS data
• (en) Iorio general paper with full references
• (en) Iorio paper on the impact of the secular variations of the even zonal harmonics of the geopotential

An early version of this article was adapted from public domain material from http://science.msfc.nasa.gov/newhome/headlines/ast06nov97_1.htm

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