Уравнение поля Эйнштейна и их применение в астрономии - Богородский А.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
(IV, 5,1)
перейдя от релятивистских единиц измерения к системе CGS. Если внести значения постоянных, то получится
в" = 6,12. 10-23~. (IV, 5,2)
Для некоторых звезд (особенно для белых карликов, характеризующихся очень высокими плотностями), этот угол достигает заметной величины. Однако единственным небесным телом, для которого этот эффект может быть измерен путем наблюдений, является Солнце. Определение угла 0 производится, как известно, путем измерения смещений звезд на фотографиях, полученных во время полного солнечного затмения. Наибольшую величину смещения должна обнаружить звезда, наблюдающаяся непосредственно у края солнечного диска. Принимая для Солнца M = 1,985 • IO33 г, а = = 6,951 • IO10 см9 получаем 0 = Г,75. Однако столь значительных смещений наблюдать не удается, так как даже при наиболее благоприятных условиях приходится довольствоваться звездами, расположенными на тех или иных расстояниях от края диска. Измеренные при этом смещения нетрудно, конечно, редуцировать на край.
Впервые проверка формулы (IV, 5,2) производилась во время солнечного затмения 29 мая 1919 года. Измерение фотографий, полученных экспедициями в Собраль и Принцип при помощи трех различных инструментов, позволило получить три независимые оценки величины 0. Две из них дали соответственно Г, 98 ± 0*12 и Г,61 ± 0Г.З, что находится в очень хорошем согласии с теорией, приводящей, как мы видели, к величине Г,75. Третья оценка составила всего 0",86 ± 0",1, т. е. лишь около половины теоретического значения. Однако эта оценка, основанная на фотографиях, полученных в очень неблагоприятных условиях, не заслуживает большого доверия.
Новые определения были основаны на наблюдениях солнечного затмения 21 сентября 1922 года, выполненных экспедицией Ликс-ской обсерватории. Эти определения дали четыре независимые оценки: Г,75 ±0",3, Г,77 ± 0",3, 1\72± 0",11, Г,82 ±0М5,
IOlc
147 которые также находятся в согласии с теоретическим значением. Таким образом, предсказанное теорией относительности искривление лучей в поле тяготения хорошо подтверждалось наблюдениями. Убеждение в правильности этого результата усилилось в результате дискуссии, которой были подвергнуты попытки объяснить наблюдаемое смещение звезд другими причинами. Так, например, Кемпбелл и Тремплер [100] установили неприемлемость гипотезы Курвуазье о влиянии «годичной рефракции» и о роли аномальной рефракции в земной атмосфере, вызванной охлаждением внутри лунной тени. Несущественность последнего фактора доказана также Миллером и Мариоттом [101] на основании измерений диаметра Луны во время затмения 1926 года. Тем не менее вопрос об эмпирической проверке формулы (IV, 5,2) оказался весьма сложным и окончательного решения его в настоящее время мы еще не имеем. Новые сомнения в правильности закона (IV, 5,2) возникли в связи с результатами определения величин 0, произведенного по наблюдениям солнечного затмения 9 мая 1929 года. На основании фотографий, полученных на Суматре экспедицией Фреундлиха, была выведена величина 2",24 ± 0^,10, которая почти в полтора раза превосходит теоретическую. Против этого определения неоднократно выдвигались возражения, относящиеся к методу обработки фотографий. В частности, Тремплер [102], выполнивший новую обработку наблюдений экспедиции Фреундлиха, вывел значение Г,75± (Г, 13, совпадающее с теоретическим и с результатами более ранних определений. Однако этот результат нельзя считать бесспорным.
Малая величина измеряемого эффекта и трудность учета различных погрешностей сильно осложняют количественную проверку формулы Эйнштейна. Не высказывая окончательных суждений о точности этой формулы, в настоящее время нельзя полностью отрицать возможность того, что действительное отклонение световых лучей вблизи Солнца окажется несколько больше теоретического значения (IV, 5,2). К большему значению величины смещения приводит также определение А. А. Михайлова на основании фотографий, полученных им во время затмения 19 июня 1936 года. Выведенный Михайловым результат [103] составляет 2",74 ± 0",26, т. е. в 1,55 раза превосходит теоретическое значение. Вместе с тем в настоящее время еще нет достаточных оснований для того, чтобы подобное расхождение (если оно действительно существует) объяснить неточностью вывода теории относительности или приписать влиянию каких-либо неизвестных причин.Только новые наблюдения и их тщательный анализ могут привести к решению этого важного и интересного вопроса.
Остановимся теперь на эмпирической проверке второго оптического эффекта теории относительности, согласно которому наблюдаемое положение спектральных линий зависит от разности потенциалов в точках излучения и наблюдения.
Предположим, что излучение происходит на поверхности небес-
148 ного тела массы M и радиуса R. Пренебрегая силой тяжести у земной поверхности, можно записать формулу (IV, 3,9) в виде
T=S (IV, 5,3)
или, если внести значения постоянных,
у = 7,42. IO-29^. (IV, 5,4) Для Солнца (IV, 5,4) дает относительное смещение 6A, : V =
о
