Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Цзю Х. -> "Гравитация и относительность" -> 22

Гравитация и относительность - Цзю Х.

Цзю Х., Гоффман В. Гравитация и относительность — М.: Мир, 1965. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): gravitaciyaiotnositelnost1965.djvu
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 166 >> Следующая


5*
68

Глава I

слабого и гравитационного взаимодействий, то их вклад в собственную энергию небольшого тела слишком незначителен, и опыт Этвёша не в состоянии дать какую-либо информацию о постоянстве соответствующих констант связи.

Таким образом, мы приходим к выводу, что опыт Этвёша дает подтверждение сильному принципу эквивалентности, но что он ничего не может сказать о постоянстве констант гравитационного и слабого взаимодействий. (Cm. приложение А, в котором рассматривается гравитационная траектория в случае, когда нельзя пренебречь собственной гравитационной энергией.)

Насколько категорично это утверждение? He окажется ли возможным скомпенсировать аномальную силу в уравнении (12) каким-либо другим дальнодействую-щим полем скалярного, векторного или тензорного типа? Этот вопрос исследовался моим студентом Пиблсом. Он нашел, что скалярное взаимодействие уже присутствует в теории как следствие непостоянства массы, поскольку при этом масса является некоторой функцией от скаляра. Как нетрудно видеть, векторное взаимодействие неприемлемо, так как калибровочная инвариантность приводит к зависимости силы взаимодействия от энергии связи (см. приложение Б). Что касается третьей возможности, которая состоит во введении второго тензорного поля, то было показано, что она реальна и такое поле можно ввести, не вступая в противоречие с результатами опыта Этвёша, Ho было показано, что в силу чрезвычайно жестких ограничений, накладываемых, на возможную анизотропию пространства опытами Хьюза, Робинсона и Бельтран-Лопеца [3], а также Дривера [4], возможность существования второго тензорного поля исключается (гл. 6).

В результате указанных экспериментов с исключительной точностью установлено, что в пространстве (в локальном смысле) не существует выделенного направления. Это значит, что существует по крайней мере одна система координат, в которой все тензоры космологического происхождения пространственно диагональ-ны. Так как этот вывод не зависит от скорости движения Земли, то два или большее число таких тензоров
Об экспериментальном базисе общей теории относительности 69

должны были бы быть почти одинаковыми с точностью ,до скалярного множителя. В силу этого обстоятельства круг возможных дальнодействующих полей сужается до некоторого однотензорного поля. Окончательный вывод таков: опыт Этвёша подтверждает сильный принцип эквивалентности, исключая слабые взаимодействия и гравитацию.

Заключение: «знаменитые эффекты»; недостаточное

подтверждение теории

Что касается еще двух «знаменитых эффектов», допускающих в принципе экспериментальную проверку общей теории относительности, — эффектов гравитационного отклонения света и гравитационного красного смещения,— то здесь мы имеем дело со сравнительно низкой точностью наблюдений. Существует много теорий, выводы из которых согласуются с результатами таких экспериментов в пределах ошибок наблюдения. Вряд ли следует считать серьезным подтверждением какой-либо теории ее согласие с этими наблюдениями, если учитывать недостаточную точность измерений в настоящий момент. В частности, эффект гравитационного красного смещения вытекает из обычного закона сохранения энергии. На наш взгляд, конструируемые теории должны прежде всего согласовываться с точными экспериментами — опытом Этвёша, опытом по изучению пространственной изотропии Хьюза и других, а также Дривера и с экспериментами Кинга и Хьюза по исследованию постоянства заряда. Само собой разумеется, что конструируемые теории должны согласоваться о результатами наблюдения «трех знаменитых эффектов» — в пределах ошибок наблюдения.

Мы видели, каким образом риманова геометрия связана с одной из теорий тяготения. Мы также выяснили, в какой степени «сильный принцип эквивалентности» подтверждается опытом Этвёша и в какой мере ему должны удовлетворять такие теории. Допущение же о постоянстве «констант» слабого и гравитационного взаимодействий не является необходимым. Это допу-
70

Глава I

щение основывается не на наблюдениях, а на определенных философских соображениях, не представляющихся слишком убедительными. В гл. 7 и 8 нами рассматриваются следствия, к которым приводит возможный отказ от постоянства гравитационной «постоянной».

П р и ложение А

Влияние собственной гравитационной энергии на движение планеты

Размеры планеты Юпитер близки к тем, при которых собственная гравитационная энергия планеты может заметно сказываться на динамике ее движения. Поэтому в будущем возможен один важный эксперимент. Доля полной энергии Юпитера, приходящаяся на собственную гравитационную энергию Ясобств, составляет

^собств _ GMj ^ in-8

Mс2 ~~ RMjC2 ~ 1U •

Вопрос в том, дает ли эта часть полной энергии Юпитера соответствующий вклад в вес планеты. Если не дает, то ускорение Юпитера должно отклоняться от нормального на величину указанного порядка.

При современной точности измерения радиуса орбиты Юпитера эта величина слишком мала, чтобы можно было сделать какие-либо заключения о гравитационном ускорении планеты. Для этого точнссть должна быть на два порядка выше. Ho если бы нам удалось использовать для измерения радиуса орбиты Юпитера космический аппарат типа «Маринер» с радиолокационным приемо-ответчиком, дающим сигналы эхо, то тогда мы могли бы исследовать вопрос о наличии аномалии в ускорении Юпитера, поскольку у нас уже имеются точные данные относительно его периода. Собственная гравитационная энергия Солнца в 100 раз больше, чем у Юпитера, но, к сожалению (или к счастью для нас), Солнце не является составной частью системы двойной зьезды, и его инертную массу нельзя измерить отдельно от гравитационной массы.
Предыдущая << 1 .. 16 17 18 19 20 21 < 22 > 23 24 25 26 27 28 .. 166 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed