Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Цзю Х. -> "Гравитация и относительность" -> 18

Гравитация и относительность - Цзю Х.

Цзю Х., Гоффман В. Гравитация и относительность — М.: Мир, 1965. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): gravitaciyaiotnositelnost1965.djvu
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 166 >> Следующая


Новое значение массы Венеры, полученное недавно на основании данных об орбите космической ракеты, увеличивает наше доверие к точности этого вычисленного вклада во вращение перигелия. Тем не менее остается еще одна неопределенность, связанная с рассматриваемым эффектом общей теории относительности, наиболее важным из трех классических эффектов. Дело в том, что при ничтожно малой сплюснутости Солнца его гравитационное поле изменилось бы, что сказалось бы на движении планет. Ближайшие к Солнцу планеты
56

Глава I

движутся по орбитам, лежащим почти в экваториальной плоскости Солнца, и на орбитальном движении планет сплюснутость Солнца должна сказываться только во вращении линии апсид (вращениеперигелия).Сплюснутость на IO"4 (разность между экваториальным и полярным радиусами 0,09") привела бы к увеличению скорости вращения перигелия Меркурия на 1" в столетие, что составляет 18% релятивистского эффекта. Скорость и магнитные поля в области фотосферы довольно малы, так что поверхности одинакового давления в нижних слоях солнечной атмосферы приблизительно совпадают с гравитационными эквипотенциальными поверхностями. Следовательно, по сплюснутости Солнца можно надежно определить внешнее гравитационное поле Солнца.

Вследствие турбулентных движений в земной атмосфере диск Солнца не имеет четкой границы, и эта расплывчатость достигает 5". Поэтому сплюснутость уже на 0,05" зарегистрировать чрезвычайно трудно. Точность современных исследований не представляется достаточной для того, чтобы категорически исключить эту возможность. В настоящее время в Принстоне рассматриваются возможности проведения новых, более точных измерений.

Эксперимент Этвёша: эквивалентность инертной и гравитационной масс

Перейдем теперь к экспериментальным данным другого рода, имеющим самое непосредственное отношение к теориям тяготения. Читатель, возможно, удивлен тем, что я не остановился после первого на остальных двух из трех знаменитых эффектов общей теории относительности. (Правда, я упомянул о смещении перигелия, но лишь постольку, поскольку оно связано с теорией планетных орбит.) По нашему мнению, явления гравитационного отклонения света и гравитационного красного смещения отходят на второй план по сравнению с определенной совокупностью экспериментов, значительно бд-
Об экспериментальном базисе общей теории отнйсиїельндсти 5?

лее подходящих для использования в качестве исходного пункта при построении теории.

Самым важным экспериментом, с моей точки зрения, является эксперимент Этвёша, который с очень большой точностью показывает, что различные тела падают

Фиг. 1.2. Упрощенная схема опыта Этвёша по сравнению отношения инертной и гравитационной массы для различных объектов.

с одинаковым ускорением. Этот опыт был осуществлен Этвёшем в 1906—1908 гг. Выражаясь несколько упрощенно, можно сказать, что он наблюдал равновесие между гравитационной и инертной силами, действующими на подвешенное тело. На такое тело будут действовать три силы: 1) центробежная сила, вызванная вращением Земли, 2) сила земного тяготения, направленная к центру Земли, и 3) натяжение растянутой нити. Положение равновесия определяется из условия равенства нулю результирующей этих трех сил, как показано на фиг. 1.2.
68

Г лава I

Этвёш использовал различные материалы, от древесины змеиного дерева до сульфата меди. В принципе во прос сводится к тому, одинаковы ли вертикали, определяемые как направление вдоль нити, для различных подвешиваемых тел. Этвёш заключил, что в пределах точности его эксперимента (5-Ю-9) центробежная и гравитационная силы взаимно уравновешиваются независимо от природы материалов, которые он использовал.

Конечно, эксперимент осуществлялся не столь примитивным способом. Этвёш пользовался крутильными весами, подвешивая на концы закручиваемого стержня грузики из различных материалов.

Этот опыт был повторен в Принстоне Роллем, Крот-ковым и мной, и при этом удалось уменьшить погрешность до величины, меньшей IO-11 [1]. Это и есть та точность, с которой на сегодняшний день проверена независимость гравитационного ускорения от рода материала.

Вывод из эксперимента Этвёша: гравитация описывается геодезическими линиями геометрии пространства

Результат эксперимента Этвёша дает базу для построения теории тяготения. Какого типа теорию можно построить, если исходить только из того известного факта, что тела под действием гравитационного притяжения падают с одинаковым ускорением независимо от рода вещества, из которого они состоят?

Первый вывод, который можно сделать, заключается в том, что в пределах точности экспериментов траектории в пространстве —времени являются универсальными кривыми, не зависящими от строения тел, так что они представляют собой характеристики пространства, а не вещества. Поскольку, далее, эти гравитационные кривые суть некоторые универсальные кривые в пространстве, то естественно возникает вопрос: какого рода универсальные кривые можно найти в геометрии, кривые, характеризующие пространство?

Мы констатируем, что такие кривые, которые бы характеризовали геометрическую структуру пространства,
Предыдущая << 1 .. 12 13 14 15 16 17 < 18 > 19 20 21 22 23 24 .. 166 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed