Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Мизнер Ч. -> "Гравитация Том 3" -> 112

Гравитация Том 3 - Мизнер Ч.

Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация Том 3 — М.: Мир, 1977. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): gravitaciyatom31977.djvu
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 210 >> Следующая


ЧАСТЬ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

В которой читатель, прельщаемый гаремом очаровательных теорий гравитации (и некоторых не таких уж очаровательных),

спасается от своих безрассудных страстей благодаря множеству экспериментов и остается верным своей преданной супруге Геометродинамике, клянется вести впредь честную жизнь и становится истинно верующим.

38. ПРОВЕРКА ОСНОВ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

I

Provando е riprovando

(Подтверди одно и опровергни другое)

ГАЛИЛЕЙ

§ 38.1. ПРОВЕРКУ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ ПРОВОДИТЬ ЛЕГЧЕ, ЧЕМ В УДАЛЕННОМ КОСМОСЕ

В первые полвека своего существования общая теория относительности была раем для теоретиков и адом для экспериментаторов. Нельзя было представить себе теорию, более прекрасную, но в то же время с таким трудом поддающуюся проверке.

Ho ситуация изменилась. За последние несколько лет общая теория относительности превратилась в одну из наиболее оживленных и плодотворных областей экспериментальной физики. Спустя полвека развитие техники наконец-то достигло уровня эйнштейновского гения — не только в области астрономии, но и в лабораторных экспериментах.

В области астрономии наблюдатели ищут и изучают те явления, в которых теория относительности играет важную роль; к ним относятся космология, пульсары, квазары, гравитационные волны, черные дыры. К сожалению, в пульсарах и квазарах, в источниках космологического излучения и гравитационных волн гравитационные эффекты тесно переплетаются с локальной гидродинамикой и с локальной физикой плазмы. Мало надежды выделить несколько эффектов настолько отчетливо, чтобы в чистом виде выявить сущность гравитации. Вместо этого астрофизики должны применять законы гравитации в своих вычислениях наряду с другими законами физики и наряду с данными наблюдений, и в итоге они должны пытаться извлечь информацию о поведении вещества и полей в далеких объектах.

Таким образом, для проверки общей теории относительности (ОТО) в чистом виде мы обращаемся к лабораторным эксперимен-

Четкие тесты ОТО в настоящее время ограничены рамками Солнечной системы
288 38. Проверка основ теории относительности

там, но в наше время понятие «лаборатория» куда шире, чем раньше: эта лаборатория включает в себя всю Солнечную систему.

В Солнечной системе релятивистские эффекты малы. Ho несмотря на это, некоторые из них уже в 70-х годах можно измерить с точностью IO-3 от полной величины этих эффектов или даже лучше (см. дополнение 38.1).

Дополнение 38.1. СОПОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИКИ 70-Х ГОДОВ

Технические возможности 70-х годов

Измеряемая величина

Величина релятивистских эффектов

Точность однодневного измерения в начале 70-х годов

Угловое расстояние между двумя источниками на небе

Расстояние между двумя телами в Солнечной системе

Разница в промежутках собственного времени между двумя мировыми линиями в Солнечной системе

Отклонение лучей света от звезд под действием Солнца:

1) если луч света касается края Солнца, 1", 7 5

2) если луч света приходит перпендикулярно линии Земля— Солнце, 0".004

а. Смещение перигелия за год:

1) для Меркурия 120 км, 2) для Марса 15 км

б. Релятивистская временная задержка для радиоволн, проходящих мимо Солнечного диска от Земли до Венеры (в один конец) 1 • IO-4 с = 30 км

в. Периодические релятивистские эффекты, влияющие на расстояние между Землей и Луной: 1) в ОТО 100 см, 2) в теории Йордана — Бранса — Дакке 100 см; (840 см)/(2 + (в)

а. Часы на Земле и синхронизированные часы на орбите вокруг Земли \t/t ~ 6-Ю-10

б. Часы на Земле п часы, расположенные на орбите вокруг Солнца, Af/t ~ 10~8

а. Точность, даваемая оптическим телескопом, ~ 1"

б. Угловое расстояние между двумя квазарами, измеренное с помощью радиотелескопа (разностное измерение изо дня в день, а не абсолютное измерение): в 1970 г. ~0",1, в середине 70-х годов ~ O'',001

а. Расстояние между другими планетами (Меркурий, Венера, Марс) и Землей, измеряемое с помощью отраженного от другой планеты сигнала радара ~ 0,3 км

б. Расстояние от Земли до радиопередатчика (расположенного на другой планете или на космическом корабле), измеренное по времени распространения радиоволн туда и обратно, 3-Ю-8 с = = 10 м = 0,01 км

в. Расстояние между Землей [и Луной, измеренное с помощью лазеров, ~ 10 см

Стабильность водородных мазерных часов Atjt ~ IO-13 для I до одного года

§ 38.2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ТЕСТОВ ОТО

В настоящее время возможно большое число экспериментов по проверке общей теории относительности. Ho большинство из них являются очень дорогими. Для этих экспериментов нужны атомные часы, установленные на космическом корабле, радиолокаторы, осуществляющие локацию планет, радиомаяки и импульс-
§ 38.2. Теоретические системы для анализа тестов ОТО 289

I

ные повторители, лежащие на планетах или движущиеся по орбитам вокруг них, и т. д. Вследствие больших затрат очень важно иметь как можно лучшую теоретическую систему для сопоставления величин, измеренных в различных экспериментах, и для предложения новых экспериментов, которые могли остаться до этого незамеченными.
Предыдущая << 1 .. 106 107 108 109 110 111 < 112 > 113 114 115 116 117 118 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed