velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Category:

Абсолютные эффекты относительности

Четыре самые совершенные сферы, сделанные человеком, стали частью 4 самых совершенных гироскопов – и позволили экспериментально подтвердить справедливость Общей теории относительности Эйнштейна.





Миссия Gravity Probe B изучала два следствия из эйнштейновской Общей теории относительности. 1-ое из их – геодезическая прецессия, эффект преломления пространственно-временного континуума Землей, подобно тому, как мяч, положенный на натянутую сетку, прогибает ее. 2-ое – прецессия за счет увлечения инерциальной системы координат. Упрощая, можно сказать, что крутящаяся Земля вызывает движение места и времени вокруг себя, подобно тому, как вращающаяся танцовщица закручивает вокруг себя юбку. Другими словами, 1-ая величина указывает искажение структуры пространства-времени воздействием земной массы, а 2-ая – то, как она увлекается вращением планетки.


Сущность проведенного на орбите опыта осознать довольно легко. Согласно законам традиционной физики, в отсутствие наружных воздействий совершенный гироскоп не испытывает прецессии: ось его вращения не колеблется. Но в 1960-х годах Леонард Шифф (Leonard Schiff) показал, что одним из следствий неоднородности пространства-времени, которые постулировал Эйнштейн, будет прецессия гироскопа.


Для установления этого эффекта был разработан опыт с установкой на спутник массивных и четких гироскопов, которые строго сохраняют свою ориентацию. Если обнести гироскоп по замкнутому контуру (к примеру, облететь с ним вокруг Земли), то он возвратится в начальное положение. Но если это происходит в искривленном пространстве-времени, то направление его сместится на некий угол – для установленных на аппарате Gravity Probe B гироскопов данная величина должна, по расчетам, составить около 6,6 угловых секунды (0,0018О) в год. Для измерения увлечения инерциальной системы отсчета прецессия должна составить 0,014 угловой секунды (0,000011О) в год. Таким методом мы можем подтвердить эффекты Общей теории относительности с математической достоверностью.


Чтоб провести четкие измерения было, решено вывести на орбиту особый исследовательский спутник, снаряженный системой из 4 гироскопов. Повсевременно отслеживая свое положение по звезде-ориентиру, которой служила ведущая звезда двойной системы HR 8703 в созвездии Пегаса, спутник поддерживает свое положение в пространстве и ведет замеры микроскопичных прецессий гироскопов. Сделанный учеными инструмент по праву можно именовать шедевром: на данном шаге обработки результатов уже достигнута точность фиксации годичного отличия оси гироскопа в 0,05 угловой секунды (а в течение последующих 8 месяцев точность планируется довести до 0,005 угловой секунды). Сферы гироскопов – может быть, самые безупречные шары, сделанные человеком – отполированы до атомарного уровня. Защиту от наружных электрических полей обеспечивает слой свинцовой фольги.


Запущенный в апреле 2004 г. спутник Gravity Probe B более года собирал данные с установленных на нем 4 чувствительных гироскопов. На деньках 18-месячный процесс обработки приобретенной им инфы был в общих чертах закончен, и стэнфордский доктор Френсис Эверитт (Francis Everitt) сказал о подготовительных результатах. Хотя совсем окончить работу планируется только к концу года, уже можно уверенно сказать, что Общая теория относительности отыскала блестящее экспериментальное доказательство: измеренная геодезическая прецессия совпадает с расчетной с точностью более 1%. Прецессия, вызванная увлечением инерциальной системы координат, на два порядка слабее, и относительно нее ученые пока не окончили обработку. По отзывам участников проекта, «это припоминает археологические раскопки: чтоб достигнуть конечной точности, начинаешь копать бульдозером, продолжаешь лопатой, и заканчиваешь узкой работой щеточками и кисточками».


Читайте о теориях относительности и квантовой механике – просто о сложном – «Квантовая сутра»: «Свиток первый» и «Свиток второй».


По публикации Physorg.Com






Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments