Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Иваницкая О.С. -> "Лоренцев базис и гравитационные эффекты в эйнштейновой теории тягорения" -> 8

Лоренцев базис и гравитационные эффекты в эйнштейновой теории тягорения - Иваницкая О.С.

Иваницкая О.С. Лоренцев базис и гравитационные эффекты в эйнштейновой теории тягорения — Наука и техника, 1979. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): lorencbazisigrav1979.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 126 >> Следующая


Коренное изменение ситуации произошло после использования Паундом и Ребкой [117] и независимо авторами статьи [118] (см. замечание Вейссенгоффа [119]) эффекта Мёссбауэ-ра для проверки эйнштейнова эффекта в земных условиях при весьма малом изменении величины m/r. На этом пути удалось достигнуть точности 1% [120] *). Результаты указанных работ подробно обсуждаются во многих статьях и монографиях.

До недавнего времени в теоретическом и экспериментальном плане рассматривалось лишь соотношение (2.4), т. е. эффект первого порядка. Еще Эйнштейном было отмечено, что для его вывода не требуется привлечения всего аппарата ОТО: частные следствия теории вытекают из системы уравнений (1.1) — (1.3) при некотором их усечении. Таким усечением, в частности, является ограничение лишь членами первого порядка в (1.3) и переход к (2.4). Учет следующего приближения ведет к эффекту второго порядка

Рассмотрение сдвигов частот высших порядков было начато в статье [121] и интенсивно продолжалось [93, 94]. В работах [122, 123] утверждалось, что из-за малости (m/r)2 проверка (2.5) представляется маловероятной. Однако исследования Джаффи [93, 94], рассмотревшего вопрос об измерении эффектов второго порядка с помощью космического корабля, движущегося по орбите с большим эксцентриситетом, позволяют считать проверку эффекта Ia делом недалекого будущего (см. также [6]). Действительно, вблизи Солнца (m/r)2~

*) Недавние эксперименты Ижима, Фудживара («Ann. Tokyo Astronom. Observe, 1978, 17, 68), сравнивших ход цезиевых часов, разнесенных по высоте на 2818 м, подтвердили эффект 1 с точностью 5%.

(эф. 1а)

(2.5)

2*

19 ~10~12—Ю-13, что вполне доступно измерению с помощью атомных часов, стабильность хода которых в настоящее время достигает IO-14—IO-16 [124, 125]. Более подробно на вопросе о проверке предсказываемых ОТО сдвигов частот с помощью космических аппаратов остановимся в п. 2.8.

2.2. Угловая зависимость сдвига частот в поле эллипсоида вращения. Сдвиг частот в поле сферически-симметричной гравитирующей массы является изотропным, так как не зависит от значения координат 6 и ср. Без связи с конкретными параметрами гравитационного поля возможность угловой зависимости обсуждалась в работе [126]. Затем было установлено [127], что если угловая анизотропия (по углу отклонения от перпендикуляра к земной поверхности) и существует, то она меньше 0,1% от полного эффекта. На угловую зависимость сдвига частот, порожденную параметром а поля тяготения, по-видимому, впервые обратил внимание Гофман [128] (см. также статьи [129—131]), который учел влияние ньютонова потенциала сжатого эллипсоида на эффект первого порядка (2.4). Из (2.2) следует эффект зависимости сдвига частот от угла 6

(#.2) (^-^= + 1^(1+-^)(3^6-1), (2.6)

вызванный аксиальной симметрией поля Вейля—Леви-Чиви-та. Для расположенных в экваториальной плоскости (6 = я/2) и на оси симметрии (0 = 0) источников излучения соответственно

/ Av \ т3а ( т \ / Av \ , 2 mza Л . т \

\ — v~Tja= !5^( 7]'

Таким образом, гравитирующее действие квадрупольного момента меняет не только величину, но и знак сдвига частот при изменении угла 0. Очевидно, что при 0^=arccos (1/УЗ) несферичность массы не дает вклада в полный эффект смещения спектральных линий. Поэтому в земных условиях прецизионные проверки эйнштейновых эффектов (2.4) и (2.5) следует проводить лишь при 0 = 0о. Действительно, с учетом приведенных выше значений т и а получаем, что (тга/г3) /—5-Ю-12» »(т2/г2) «4-Ю-19, т. е. при выявлении, по крайней мере, эффекта второго порядка (2.5) необходимо учитывать и вклад поправок вида m3a/r3, рассчитанных еще Гофманом.

2.3. Голубой сдвиг частот в поле гравитирующего электрического заряда (эффект Джеффри). Подстановка в (2.2) значения goo для гравитационного поля Нордстрема — Рейсснера (2.6) выявляет эффект сдвига частот под действием гравити-

20 рующего электрического заряда — «массы», эквивалентной энергии электростатического поля:

Еще Джеффри [67], впервые обсуждавший этот эффект*), отмечал, что он не зависит от знака электрического заряда. Как следует из (2.7), на расстоянии rk = k/2m от центра гра-витирующей массы красный сдвиг (2.4) компенсируется голубым (2.7). Поскольку значение ги зависит в первом порядке лишь от параметров поля тяготения, это расстояние будет заметным лишь при большом значении отношения k]m. Хотя решение (1.6) допускает значения k вплоть до k = m, детальное рассмотрение условий равновесия разноименных зарядов в околозвездной плазме значительно уменьшает возможные значения k (подробнее см. [70, 136]). Поэтому компенсации сдвигов (2.4) и (2.7) можно ожидать лишь в поле так называемой голой сингулярности с k>m.

Более реальной представляется возможность регистрации сдвига (2.7) в сильном поле электростатического генератора (например, генератора ван де Граафа) или электростатического ускорителя. Такого рода возможность была реализована еще в экспериментах [137, 138], правда, с целью обнаружения зависимости сдвига частот от электростатического потенциала **>. Опыты состояли в сравнении с помощью интерферометра типа Майкельсона частот излучения нейтрального и положительно или отрицательно заряженного источника. Для потенциалов ±50000 В сдвиг частот в расчете на 1 В составил 1,14=8,8-10-14 [137], а после повышения точности измерений и увеличения потенциалов до ±300 000 В — 0,9± ±1,0-Ю-15 [138]. Хотя данные значения электростатического поля малы для обнаружения эффекта 3 (см. также [132]), интересно отметить, что вне зависимости от знака заряда сдвиг происходил в одну сторону и был приблизительно одинаков для разных знаков заряда. Это позволило авторам [137] предположить нелинейную зависимость эффекта от электростатического потенциала.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 126 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed