Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Хокинга В. -> "Общая теория относительности " -> 28

Общая теория относительности - Хокинга В.

Хокинга В. Общая теория относительности — М.: Мир, 1983. — 455 c.
Скачать (прямая ссылка): obshayatepriyaotnositelnosti1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 222 >> Следующая

т,= 1,42 [3 —(1 +В/5-10—7)1/*] /л©.
Но измерение В было бы абсолютно невозможным, если бы не было
релятивистского смещения периастра. Именно смещение периастра
(<о=а)0+(о/) позволяет разделить в уравнении (18) член с амплитудой Ki и
В-член; если бы не это смещение, два члена в (18) были бы абсолютно
неразличимы. Это объясняется зависимостью линейного доплеровского
смещения от ориентации орбиты по отношению к направлению луча зрения; эта
ориентация меняется по мере прецессии периастра, тогда как квадратичные
эффекты доплеровского красного смещения зависят только от неизменных
параметров орбиты. Поскольку периастр поворачивается на 4,22 градуса в
год, полное разделение этих эффектов будет возможно по прошествии
примерно 23 лет. Однако, как показали Блэндфорд и Теукольски 1189, 211],
практически измерения времени прихода импульсов с точностью 1 мс,
проводимые систематически на протяжении 5 лет, позволили бы измерить В с
точностью 10% (измерение В с точностью 1 % потребовало бы около 10 лет).
Такие измерения массы нейтронной звезды являются важным источником данных
при проверке уравнений состояния вещества при высоких плотностях.
в. Прецессия оси вращения пульсара
Если пульсар является быстро вращающейся нейтронной звездой, то он должен
испытывать такие же эффекты прецессии оси сво-
64
К? М. Уилл
его вращения, как и гироскоп на орбите вокруг Земли (п. 3.7).
Доминирующим эффектом является геодезическая прецессия, определяемая
соотношением [222, 224, 225]
<dn/d<> = Qxn,
Q = (Зя /Рь) [тЦта( 1 - в*)] [~(2у + l)+|(Y+l+|a1)x
X (m1/m2)j n0,
где у, at — ППН-параметры, n — единичный вектор, параллельный оси
вращения пульсара, п0 — единичный вектор нормали к плоскости орбиты. Для
двойного пульсара величина Q равна примерно одному градусу за год (ср. с
гироскопом на орбите вокруг Земли, п. 3.7); однако отметим, что никакой
прецессии не происходит, если ось вращения пульсара перпендикулярна
плоскости орбиты.
Но если прецессия все-таки происходит, ее можно использовать для проверки
ППН-параметров; однако может оказаться более плодотворным воспользоваться
релятивистской прецессией для исследования природы механизма излучения
пульсара. По мере прецессии пульсара луч зрения наблюдателя пересекает
поверхность нейтронной звезды на различных широтах (таким образом можно
получать двумерную информацию о диаграмме направленности испускаемого
луча, а также исследовать широтные вариации спектра и поляризации [200]).
К сожалению, в большинстве моделей пульсара излучаемые радиоимпульсы
имеют карандашную диаграмму направленности, поэтому излучение пульсара
может временами совсем пропадать.
5.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВОЙНОГО ИМПУЛЬСА ДЛЯ ПРОВЕРКИ РЕЛЯТИВИСТСКОЙ
ГРАВИТАЦИИ
а. Проверка существования гравитационного излучения
Согласно предсказанию общей теории относительности, квадру-польное
гравитационное излучение вызывает уменьшение энергии двойной системы
согласно (15). В случае кеплеровской орбиты формула (15) принимает вид
§—I fe)'(7)‘(1+Se’+Se‘)(1-?'>"''-
Из величин измеренных параметров двойного пульсара с необходимостью
следует изменение орбитального периода, равное [180, 226]
?—3,8. Ю-.Г, _0|36 (^"о)-1'11 год-,
ГЪ Sin I [ Sln « J ?
Предсказываемое изменение периода мало чувствительно к углу наклона, если
только этот угол не лежит в интервале от 20 до 30° (0<т1<0,8 mo).
Блэндфорд и Теукольски [189] показали, что
I. Теория гравитации и эксперимент
65
ошибка в определении Р^Рь, если проводить измерения в течение Т лет,
ведет себя примерно как 10-7 Г-*/* при условии, что времена прихода
импульсов могут измеряться с точностью 10-s с и фазовая когерентность
импульсов поддерживается на протяжении всего этого времени. Таким
образом, за 10 лет можно измерить Рь!Рь с точностью 10%, причем за это
время предполагается определить индивидуальные массы компонентов и угол
наклона, что в свою очередь сделает предсказание об изменении периода
более определенным.
Подтверждение этого эффекта выходит за рамки проверки одного лишь факта
существования гравитационного излучения. Этим проверяется и то, уносит ли
гравитационное излучение энергию из системы. Недавно Розен [2301 сделал
следующее утверждение: принимая во внимание симметрию по времени
уравнений поля для гравитационного излучения во всех теориях гравитации,
можно предположить, что решения этих уравнений также должны быть
симметричными по времени, т. е. решение должно быть суммой запаздывающих
и опережающих волн одинаковой амплитуды в противоположность общепринятым
запаздывающим, направленным от источника волновым решениям. Такие
симметричные решения также описывают гравитационное излучение (Row),
измеряемое лабораторными детекторами, но эти решения не связаны с
переносом энергии. Обнаружение Рь/Рь исключило бы такую возможность 7).
Однако прежде чем рассматривать этот эффект как надежную проверку
существования гравитационного излучения, следует учесть другие возможные
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed