Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хокинга В. -> "Общая теория относительности " -> 19

Общая теория относительности - Хокинга В.

Хокинга В. Общая теория относительности — М.: Мир, 1983. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): obshayatepriyaotnositelnosti1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 222 >> Следующая

привлекать для этого сложную физику Солнца. Однако существует способ
однозначного определения У*, а именно путем исследования гравитационного
поля Солнца на различных расстояниях от него, разделяя тем самым эффект,
связанный с У2, и эффект релятивистской гравитации за счет различной
зависимости этих эффектов от расстояния. Одним из методов явилось бы
сравнение смещений перигелиев для различных планет. Но смещения
перигелиев Венеры, Земли и Марса известны с еще недостаточной точностью,
хотя Шапиро и др. [154] подчеркнули, что еще несколько лет
радиолокационных наблюдений за внутренними планетами могут сделать такое
сравнение возможным. Другой метод— воспользоваться эксцентриситетом
орбиты Меркурия (е~0,2) и искать различные периодические возмущения
орбиты, вызванные У 2 и релятивистской гравитацией. Чтобы достичь
точности, необходимой для таких измерений, потребовалось бы следить за
траекторией космического корабля на орбите вокруг Меркурия, но
предварительные исследования показали, что У 2 можно было бы определить
таким способом с точностью до 10-7 [153, 159]. И наконец, космический
корабль на сильно вытянутой орбите вокруг Солнца с перигелием в четыре
солнечных радиуса позволил бы измерить У2 с точностью 10“8 [53, 153].
Такие программы привели бы, кроме того, к более точному определению у и
р.
3.6. ПРОВЕРКА ЭФФЕКТОВ, СВЯЗАННЫХ С СУЩЕСТВОВАНИЕМ ВЫДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ
ОТСЧЕТА И ВЫДЕЛЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ
Некоторые теории гравитации предсказывают, что результаты локальных
гравитационных экспериментов могут зависеть от скорости лаборатории
относительно средней системы покоя Вселенной (эффекты, связанные с
существованием выделенной системы отсчета) или от места расположения
лаборатории по отношению к соседнему гравитирующему телу (эффекты,
связанные с выделенным положением в пространстве). Эффекты, связанные с
существованием выделенной системы отсчета, определяются значениями ППН-
параметров ось а2, а,, а эффекты, связанные с выделенным положением в
пространстве,— величиной ? (см. табл. 6). К наиболее важным из этих
эффектов относятся: а) вариации и анизотропии в локально измеряемой
величине гравитационной постоянной GL и б) аномальные смещения перигелиев
планет.
/. Теория гравитации и эксперимент
45
а. Вариации и анизотропии в величине GL
Локальное значение гравитационной постоянной может быть определено путем
измерения силы притяжения между двумя гравитирующими телами (эксперимент
Кавендиша). Однако точность лабораторных экспериментов Кавендиша не очень
высока и не позволяет обнаружить постньютоновские эффекты (см. [160]). С
другой стороны, высокоточный гравиметр на поверхности Земли — не что
иное, как такая разновидность эксперимента Кавендиша, когда достигается
особая чувствительность к вариациям величины GL и когда благодаря успехам
гравиметрической техники можно искать постньютоновские эффекты. Согласно
предсказанию ППН-формализма, Gl имеет вид ([77, 82, 83], ТМЭГ [2], § 6.5)
GL = l_[4p —у —3—C,-g(3+^)]t/BHeuI +
+ 5 (1 ~(е*'ег)х+У [«,-*,+«, (1-^2)] we—
где (/Внеш — внешний ньютоновский гравитационный потенциал тела типа
Солнца или Галактики, а ее — единичный вектор, направленный от Земли к
этому телу, w$— скорость Земли относительно средней системы покоя
Вселенной, ег — единичный вектор, соединяющий гравиметр с центром Земли,
/, m и R — сферический момент инерции Земли, ее масса и радиус
соответственно.
За счет эксцентриситета орбитального движения Земли внешний потенциал
(/внеш, создаваемый Солнцем и Галактикой, варьируется в течение года, но
эти вариации составляют всего лишь 10”10 и слишком малы, чтобы их можно
было надежно обнаружить гравиметрами на Земле; с другой стороны,
анизотропный член изменяется с амплитудой, равной (/В|1е|,1~{Л-алакт~5-
10-7, благодаря вариации скалярного произведения (ев-ег) по мере вращения
Земли по отношению к вектору ее. В случае выделенной системы отсчета
скорость Земли w® складывается из постоянной скорости w (~300 км-с-1)
Солнечной системы относительно выделенной системы отсчета и орбитальной
скорости движения Земли v (~30 км-с-1) вокруг Солнца. Таким образом,
доминирующие вариации величины GL равны
AG?/G?« (уа*+СС,—ОС*) W V — у Швиеш (ег'е/-)1' +
+ -f [(w • е,)2 + 2 (w • ег) (v • er)], (10)
где уже учтено то обстоятельство, что для Земли /«(1/,)т/?в.
Члены в (10), пропорциональные w-v и (w-ef)(v-er), приводят к годовой
вариации величины GL, что вызывает соответствующее изменение момента
инерции Земли, которое в свою очередь приво-
46
К- М. Уилл
дит к вариациям скорости сидерического вращения Земли Q. Примем для
дальнейшего рассмотрения, что скорость w равна по величине 300 км-с-1 и
совпадает по направлению с движением Солнца сквозь космическое
микроволновое излучение: а=165°±9°, 6= =6°±10° [161]; тогда амплитуда
вариаций равна
(Ай/й)ппн » 9 (-|аг + а3 — а,) • 10'
Нордтведт и Уилл [83], а также Рочестер и Смайли [162] показали, что
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed