Гравитация и космология. Принципы и приложения общей теории относительности - Вейнберг С.
Скачать (прямая ссылка):
Выбор между предположениями Маха и Эйнштейна можно сде-•'ifi п.. только решив вопрос, влияет или не влияет в действительности присутствие больших, близко расположенных масс на законы движения, т. е. приводит ли это к другим законам по сравнению с законами, имеющими место в инерциальных системах координат. Коккони и Солпитер указали [15, 16], что вблизи нас имеется большая масса — Млечный Путь и что принцип Маха предполагает существование небольшой разницы в инерциальной массе ч случаях, когда частица ускоряется к центру Галактики и от нее. Экспериментально это было проверено Хьюзом, Робинсоном и Пельтран-Лопесом [17] и в аналогичном эксперименте Древером [18] (фиг. 3.1). Хьюз и другие наблюдали резонансное поглощение фотонов ядрами Li7 в магнитном поле с напряженностью •104
Гл. 3. Принцип эквивалентности
4700 Гс. Основное состояние этого ядра имеет спин 3/2 и расщепляется на четыре энергетических уровня, которые эквидистантны если законы ядерной физики инвариантны относительно вращений. В этом случае три перехода между соседними состояниями должны иметь одинаковую энергию, и спектр поглощения фотонов будет иметь вид единственного острого пика на графике. Однако если инерция анизотропна, то четыре магнитных подуровня не были бы эквидистантными и наблюдалась бы не одна, а три близко расположенные резонансные линии. Хьюз и др. пришли к выводу, что не может быть никакого расщепления, большего, чем ширина линии, равная 5,3-IO"21 МэВ. Их наблюдения занимали 12 чт в течение которых из-за вращения Земли магнитное поле поворачивалось от направления в 22° относительно центра Галактики до направления в 104°. Если представить ядро Li7 как единственный протон с угловым моментом 3/2, который связан с другими нуклонами в центральном потенциале, тогда анизотропия Am массы протона должна быть равной
где р2!2т — кинетическая энергия протона. Так как р2/2т больше, чем V2 МэВ, мы приходим к выводу, что анизотропия инертной массы ограничивается неравенством
— < IO"20.
т
При таком рассмотрении данные уже твердо говорят в пользу принципа эквивалентности, а не принципа Маха.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основные книги по общей теории относительности
Adler R., Bazin M., Schiffer M., Introduction to General Relativity, McGraw-Hill, 1965.
Anderson J. L., Principles of Relativity Physics, Academic Press, 1967.
Bergmann P. G., Introduction to the Theory of Relativity, Prentice-Hall, 1942 (см. перевод: Бергман П. Г., Введение в теорию относительности, ИЛ. 1947).
Eddington A. S., The Mathematical Theory of Relativity, Cambridge University Press, 1960 (см. перевод: Эддингтон А. С., Математическая теория относительности, Гос. научн. тех. изд., 1933).
Einstein A., The Moaning of Relativity, Princeton University Press, 1946 (см. перевод: Эйнштейн А., Собрание научных трудов, «Наука», 1965, т. 2, стр. 5).
Фок В. А. Теория пространства, времени и тяготения, Физматгиз, 1961.
MФIler С., The Theory of Relativity, Clarendon Press, 1952. Цитированная литература
105
Pauli W., Theory of Relativity, Pergamon Press, 1958 (см. перевод: Паули В.,
Теория относительности, Гостехиздат, 1947). Schroedinger E., Space-Time Structure, Cambridge University Press, 1950. Synge J. L., Relativity: The General Theory, Interscience Publ., 1960 (см. перевод: СингДж. JI., Общая теория относительности, ИЛ, 1963). Weyl H., Space-Timc-Matter, Dover Publicatons, 1952.
По вопросу экспериментальной проверки принципа эквивалентности см. литературу к гл. 8 и особенно статью Р. Дикке.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Wapstra А. П., Nifgh G. /., Physica, 21, 796 (1955).
2. Adam М. G., Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 119, 460 (1959).
3. Bertotti В., Brill D., Krotkov В., в книге Gravitation, ed. L. Witten, Wiley, 1962, p. 23.
4. Brault J., Bull. Am. Phys. Soc., 8, 28 (1963).
5. Blamont J. E., Roddier F., Phys. Rev. Lett., 7, 437 (1961).
6. Schwarzschild M., Structure and Evolution of the Stars, Princeton University Press, 1958, Ch. VII (см. перевод: Шварцшильд С., Строение и эволюция звезд, ИЛ, 1961, гл. 7).
7. Popper D. M., Astrophys. J., 120, 316 (1954).
8. Greenstein /. L., Trimble V., Astrophys. J., 149, 283 (1967).
9. Wiese W. L., Kelleher D. E., Astrophys. J., 166, L59 (1971).
10. Pound R. F., Rebka G. A., Phys. Rev. Lett., 4, 337 (1960) (см. перевод в сб.: Новейшие проблемы гравитации, «Мир», 1961, стр. 474); первоначальная публикация: Phys. Rev. Lett., З, 439 (1959).
11. Mossbauer R. L., Zs. Phys. 151, 124 (1958); Naturwiss., 45, 538 (1958); Zs. Naturforsch., 14a, 211 (1959).
12. Pound R. V., Snider J. L., Phys. Rev. Lett., 13, 539 (1964).
13. Kleppner D., Ramsey N. F., Vessot R.F.C., Astrophys. Space Sei., 6, 13 (1970).
14. Turnbull H. W., Aitken A. C., An Introduction to the Theory of Canonical Matrices, Dover Publications, 1961, p. 89.
15. Cocconi G., Salpeter E. E., Phys. Rev. Lett., 4, 176 (1960).
16. Dicke R. H., Phys. Rev. Lett., 7, 359 (1961).
17. Hughes V. W., Robinson H. G., Beltran-Lopez V., Phys. Rev. Lett., 4, 342 (1960).
