Kísérletek megerősítik az általános relativitáselmélet
Kérdés: Mik a tapasztalatok, hogy egy általános relativitáselmélet?
Általános relativitáselmélet nagyon fiatal. Mivel működik a leggyengébb kölcsönhatás erőssége (gravitációs), kísérletek, hogy erősítse meg a jelenlegi szintet kísérleti technikák laboratóriumi körülmények között gyakorlatilag lehetetlen. Gyakorlatilag az összes jelenleg rendelkezésre álló közvetett kísérleti igazolását az elmélet jött asztrofizika.
Mivel alapján Einstein elmélete a gravitáció elvén alapuló egyenértékűség azt ellenőrizzük, a lehető legpontosabban a legfontosabb kísérleti feladat. Etvish L. (L. Eötvös) egy torziós inga bizonyult érvényességét az ekvivalencia elv akár, Dicke (R. Dicke) a dolgozók elé pontosság és VB Braginsky a dolgozók - akár.
Einstein elmélete a gravitációs állandó: m / kg, nem változik az idővel. A megfigyelések megerősítik a változhatatlansága év pontossággal.
1. ábra.: A lehajlás szerinti áramkör a nyaláb a napenergia szabadföldi kísérletben
Az egyik közvetett kísérleti igazolását általános relativitáselmélet a hajlítási fény a napenergia területén. A kísérletben azt találtuk, hogy az elektromágneses mező kölcsönhatásba lép a gravitációs mező. A kísérleti rendszer ábrán mutatjuk be. 1. Pontosan tudjuk, amikor a csillag kell mögé bújva a napot. Mérjük az idő, amikor már nem látja a csillag (E kísérletek során elvégzett teljes napfogyatkozás), és vonjuk ki a szög a fénysugár eltérése az egyenes vonalat. Sun eltérés szögét az elmélettől:
ahol - gravitációs napenergia tartományban (lásd a (3).) - hatás paraméter (ebben a kísérleti elrendezésben is megközelítőleg azonos a sugara a Nap).
A kísérlet pontossága körülbelül 0,3% (az adatok 1984-től), amely teljes mértékben összhangban van az elmélet.
Elvileg a sugáreltérítési a napenergia terén is következik Newton korpuszkuláris gerenda elmélet, de az eltérés szögét előrejelzések pontosan kétszer kisebb, mint a megadott kísérletet. A számítás ezt az elméletet tartottak Soldern vissza 1804-ben. Érdekes, hogy a számításai Soldern hibázott, és megkapta a „helyes” választ a kísérleti szempontból (A számítás a kísérlet előtt). Később felfedeztük ezt a hibát.
Hubble Űrtávcső (Hubble) fényképezett tárgy, amely egy csillag kerék (nem Sun), a szélén, amely egy mélyedésben. Feltételezték, hogy az ilyen kép merült annak a ténynek köszönhető, hogy a csillag körül forog a bolygó (tömeg 0,1-10 Jupiter tömegek), és hogy ez a bolygó megváltoztatta a pályáját a sugarak, hogy volt egy mélyedés a lemezen. Ez nem egy visszaigazolást az általános relativitáselmélet, hanem azt jelzi, hogy a kölcsönhatás a fénysugár egy gravitációs mező lehet használni, mint egy eszköz, hogy tanulmányozza tárgyakat, amelyek egyébként nem látni az utat.
Elmélet a frekvencia változás (vöröseltolódás) szaporítása során pont között 1 és 2, a gravitációs potenciális különbség köztük az, ahol - a nehézségi gyorsulás - közötti szintkülönbség pont 1. és 2. Ez igaz, ha végzünk egy kísérletet a laboratóriumban, azaz a magasság különbség kisebb, mint a Föld sugara ()
Kísérlet szerint a laboratóriumban megerősítették ezt a képletet pontossággal 1% (a felvételi frekvencia változik használt Mössbauer hatás), és segítségével a hidrogénmézer, szerelve egy rakéta, a pontossága a várható hozta az értéket (1980).
2. ábra.: A késleltető jelet a napenergia területén
Egy másik közvetett kísérlet megerősíti az általános relativitáselmélet - a jel késése a napenergia területén. A kísérleti rendszer ábrán mutatjuk be. 2. A jelet küldenek a Vénusz és a felvett jel érkezési idő vissza. Az érték az utazási idő ide-oda a napenergia terén (gravitációs objektum eltorzítja a tér-idő) abban különbözik az értéket, ha a nap nem volt (űr - torzítás nélkül). A késleltetési idő az elmélet körülbelül egyenlő
ahol - a nap gravitációs sugara (cm 3) - Föld körüli pályára sugár, - a sugara a pályára a Vénusz - hatás paraméter - a fény sebessége.
A kísérlet pontossága 0,1%, ami teljes mértékben összhangban van az elmélet.
Vizsgálatokat végeztünk radar bolygók Merkúr és a Vénusz, ahogy átmennek a napkorong, valamint relés űrhajó radar jeleket, beleértve a járműveket körül mozog a Mars bolygó.
Az iskolából fizika persze tudjuk, hogy a bolygók a Nap körül elliptikus pályán zárva (ha nem veszi figyelembe azt a hatást más szervek - mint például a Jupiter erősen befolyásolja a szomszédok). Mozgás mentén zárt pályán annak a következménye, hogy a gravitációs kölcsönhatás van elrendezve, hogy a potenciális energia adja meg:
ahol - a távolság a kölcsönható szervek és a tömeges - a gravitációs állandó.
Már csak két fajta központi területen, ahol minden véges nyomvonala (test nem megy a végtelenségig) mozgások vannak zárva. Ez a mező, amely arányos a potenciális energia vagy részecske (lásd [3] a részletes magyarázatot a 14. pont, „mozgás a központi területén”).
Számos oka az elmozdulás a perihelion (pont közelítik a test), de a teljes hozzájárulás Ned közötti megállapodás elmélet és a kísérlet. GRT biztosítja a hiányzó módosítást.
Tekintettel arra, hogy a nap nagy tárgy, a tér görbül, valamint a bolygók mozognak ellipszis (vagyis közeledik, majd eltávolítva), akkor a potenciális energia sugár megtörik (megy a függőség) és a pályára a bolygó megszűnik kell zárni.
A legkényelmesebb tárgy tanulmányok - Mercury - ez áll a legközelebb a napot.
Csuklós perihelion fordulatonként egyenlő:
ahol - a tömege a Nap - a gravitációs állandó, és - félig fő tengelye az ellipszis és a excentricitása pályáján - a fénysebesség.
100 éve, az elmozdulás a Merkúr perihelion volt, és elméletileg ez a váltás - elképesztő pontossággal.
Az alábbiakban elméleti és kísérleti értékek a perihelion elmozdulás szöge 100 éve még néhány, az égitestek:
Perihelion 100 év
Mivel a fénysugarak vannak hajlítva a Nap, akkor valószínű, hogy hatalmas tárgyakat lehet használni, mint egy lencse. A kísérleti rendszer ábrán mutatjuk be. 3. A megfigyelő található olyan ponton O. fényforrás (például, Galaxy). Ha a C pont a nagy gravitációs tárgyak (köd, Galaxy vagy más masszív test), akkor azért, mert a görbület a sugármenetű, akkor úgy tűnik, hogy egy távoli objektum megfigyelhető a B pontban Azaz, szeretnénk, hogy növelje. Ezt a hatást nevezzük gravitációs lencsézésnek. Meg kell jegyezni, csak abban az esetben, ha a tömeg a gravitációs lencse tömegét, mint a Nap, és így tovább.
Természetesen a gravitációs lencse viselkedésük nagyon eltér az optikai annak a ténynek köszönhető, hogy az elmélet a gravitáció alapvetően nem lineáris. Ha a távoli objektum a sorban megfigyelő - lencse, a megfigyelő látná a gyűrű (3. ábra, jobb oldali által kiemelt szaggatott vonalak.) - Einstein gyűrűt. Annak a valószínűsége, ilyen véletlen kicsi (nem képesek megváltoztatni néhány alapvető pontjait) pontforrás lesz látható, mint két ív (3., Jobbra) és azon kívül az Einstein-gyűrű. Ez az első alkalom egy ilyen objektum-ban fedezték fel 1979. Úgy nézett ki, mint egy köd két teljesen azonos emissziós spektruma. Ki keres hasonló tárgyakat. Komolyan tanulmányozni a kérdést, betartva a szerkezetét galaxisok ezt a hatást.
Egy hasonló hatást (gravitációs mikrolinzrovaniya - tömege gravitációs lencse nagyon kicsi) a barna törpék fedeztek fel. Barna törpék - tárgyak láthatatlan nem túl nagy (csillagszelek szabványok) tömegét. Ha bármely barna törpe lesz a sorban a megfigyelő - egy fényes tárgy, akkor van egy változás a fényerő. Barna törpe lencse szerepet játszik. Megváltoztatásával a fényerő és a távolság, hogy a megfigyelt objektum lehet durván becsült tömegének gravitációs lencse. Ezek a becslések azt mutatják, hogy ezzel a tárgyak megfigyelt barna törpék.
Abban a pillanatban, nincs más módja, hogy regisztrálja a téma sötét, hanem használja a gravitációs lencse hatás.
Ismeretes, hogy az elektromágneses interferencia kvantált. Vannak részecskék - kvantum hogy végezze ezt a kölcsönhatást. QUANTA - fotonok, amely egy fénysugár. Einstein akartam írni egy általános elmélet a kölcsönhatás, amely egyesítené az összes ismert típusú kommunikáció egyetlen. Logikus feltételezni, hogy van egy részecske, amely hordozza a gravitációs kölcsönhatás (meg kell jegyezni, hogy Einstein maga ellenzi kvantummechanika). Ha van kölcsönhatás fotonok, azaz a gravitációs sugárzás. Bármilyen csábító is megtanulják, hogy a vevők, hogy érzékeli ezt a sugárzást, mint ebben az esetben, mi lett volna egy újabb eszköz a tanulás az univerzumban.
Megpróbál létrehozni egy ilyen vevőt venni ebben az időben, de a gravitációs hullámok a meglévő létesítmények (MAUTIGUS, Auriga EXPLORER - a nevét az operációs rendszer) nem található, nem meglepő, hogy túl gyenge gravitációs kölcsönhatás.
Vannak más, indirekt módszer, hogy teszteljék a hipotézist, hogy létezik a gravitációs sugárzás. A Grand tankönyv [4], írásos LD Landau és EM Lifshitz, a fenti 110. „gravitációs sugárzás” javasolt, és lebontották feladat:
Célkitűzés: Két test vonzza szerint Newton, mozogni pályán keringenek (mintegy közös tömegközéppont). Határozzuk meg az átlagos (több mint a kezelés időtartama) intenzitásának kibocsátási gravitációs hullámok.
Feltételezve, hogy egy objektum nem létezik, mert az energiaveszteség miatt gravitációs sugárzás fokozatosan történik (mint a világi) szervek szorosabb és ezáltal növeli a sebességet. A változási sebessége egy kettős csillag sebessége idővel:
ahol - a szögsebesség a bináris rendszer egy közös tömegközéppontja, - a gravitációs állandó, és - a tömeg a forgó testek, - a távolságot a szervek.
Az együttható egyáltalán nem triviális. Ha ez igaz, akkor ez egy erős érv a létezését gravitációs hullámok.