Аномальний зсув перигелію Меркурія — виявлена 1859 року особливість руху планети Меркурій, яка відіграла виняткову роль у історії фізики. Цей зсув виявився першим рухом небесного тіла, що не підкорявся ньютонівському закону всесвітнього тяжіння. Перед фізиками постала необхідність шукати шляхи модифікувати або узагальнити теорію тяжіння. Пошуки увінчалися успіхом 1915 року, коли Альберт Ейнштейн розробив загальну теорію відносності (ЗТВ); з рівнянь ЗТВ випливало саме спостережуване значення зсуву. Пізніше дослідники виміряли аналогічні зміщення орбіт кількох інших небесних тіл, значення яких також збіглися з передбаченнями ЗТВ.
Лауреат Нобелівської премії з фізики Річард Фейнман відзначив, що довгий час ньютонівська теорія тяжіння повністю відповідала спостереженням, але щоб пояснити ледь помітне відхилення в русі Меркурія знадобилася докорінна перебудова всієї теорії на основі нового розуміння гравітації.
Відкриття ефекту
Параметри орбіт планет Сонячної системи через взаємовплив цих планет із часом зазнають повільних змін. Зокрема, вісь орбіти Меркурія поступово повертається (у площині орбіти) у бік орбітального руху, відповідно, зазнає зсуву й найближча до Сонця точка орбіти — перигелій («прецесія перигелію»). Кутова швидкість повороту становить приблизно 500" (кутових секунд) за 100 земних років, а отже повний оберт перигелій робить за кожні 260 тис. років.
У середині XIX століття астрономічні розрахунки руху небесних тіл, засновані на ньютонівській теорії тяжіння, давали надзвичайно точні результати, які збігалися зі спостереженнями («астрономічна точність» увійшла в приказку). Тріумфом небесної механіки 1846 року стало відкриття Нептуна в теоретично передбаченому місці небосхилу. У 1840-1850-их роках французький астроном Урбен Левер'є, один із першовідкривачів Нептуна, на основі 40-річних спостережень Паризької обсерваторії розробив теорію руху Меркурія. У своїх статтях 1859 року Левер'є повідомив, що виявив невелику, але суттєву розбіжність теорії зі спостереженнями — перигелій зміщувався дещо швидше, ніж випливало з теорії. У своїх розрахунках Левер'є врахував вплив усіх планет:
Планета | Внесок у зсув перигелію Меркурія (у кутових секундах за сторіччя) |
---|---|
Венера | 280,6 |
Земля | 83,6 |
Марс | 2,6 |
Юпітер | 152,6 |
Сатурн | 7,2 |
Уран | 0,1 |
У підсумку теоретичне значення зсуву, яке розрахував Левер'є, становило 526,7" за століття, а зі спостережень виходило приблизно 565", тобто різниця, становила близько 38". За сучасними уточненими даними зсув трохи більший і дорівнює 570", таким чином, різниця становить близько 43" за століття.
Щоб пояснити причини ефекту висували гіпотези переважно двох типів:
- «Матеріальні гіпотези»: зміщення викликане впливом якоїсь матерії поблизу Сонця.
- Нові теорії тяжіння, відмінні від ньютонівської.
Спроби пояснити в рамках класичної теорії тяжіння
Вулкан і вулканоїди
Левер'є припустив, що аномалію можна пояснити наявністю невідомої планети (або кількох малих планет) всередині орбіти Меркурія. Цю гіпотезу підтримав авторитетний французький астроном Франсуа Фелікс Тіссеран. За пропозицією фізика Жака Бабіне гіпотетичній планеті дали назву «Вулкан». Через її близькість до Сонця найкращим способом виявити Вулкан були спостереження під час сонячного затемнення або під час проходження Вулкана між Землею й Сонцем; в останньому випадку планету було б видно як темну пляму, що швидко перетинає сонячний диск.
Невдовзі після публікацій 1859 року французький астроном-аматор Едмон Лескарбо (Edmond Modeste Lescarbault) повідомив Левер'є, що 1845 року спостерігав перед Сонцем темний об'єкт, зареєстрував його координати, однак тоді не надав спостереженню належного значення. Левер'є за результатами Лескарбо обчислив, що об'єкт перебуває втричі ближче до Сонця, ніж Меркурій, а період його обертання становить 19 днів 7 годин, діаметр — близько 2000 км. При цьому, якщо щільність Вулкана близька до щільності Меркурія, то його маса становила б 1/17 маси Меркурія. Однак, тіло з такою невеликою масою не може викликати спостережуваний зсув перигелію Меркурія, тому Левер'є припустив, що Вулкан — не єдина мала планета між Меркурієм і Сонцем. Він розрахував приблизну орбіту Вулкана і 1860 року, напередодні повного сонячного затемнення, закликав астрономів усього світу посприяти у виявленні Вулкана. Усі спостереження виявилися марними.
Планету шукали кілька десятиліть, але безуспішно. Було ще кілька непідтверджених повідомлень про відкриття — за нову планету приймали сонячні протуберанці, сонячні плями, а також зорі й дрібні навколоземні астероїди, що близько розташовані до диску Сонця під час затемнення. Після кожного такого повідомлення астрономи заново розраховували орбіту передбачуваного Вулкана й чекали, що під час наступного проходження перед Сонцем планету знайдуть, але вона більше не з'являлася. Останні повідомлення про можливе відкриття Вулкана були опубліковані на початку 1970-х років, причиною стало падіння комети на Сонце.
Варіант із кількома малими планетами, яких заздалегідь назвали «вулканоїдами», був також ретельно перевірений. Левер'є вірив у існування Вулкана або вулканоїдів до кінця життя (1877), однак жодного проходження якого-небудь великого невідомого об'єкта по диску Сонця достеменно зареєструвати не вдалося. 1909 року американський астроном Вільям Воллес Кемпбелл вже мав підстави впевнено заявити, що між Меркурієм і Сонцем немає об'єктів більших, ніж 50 км у діаметрі.
Інші гіпотетичні об'єкти всередині орбіти Меркурія
Як альтернативу висловлювали припущення, що існує невідомий супутник Меркурія (можливо, декілька супутників). Їх пошук також нічого не дав. Ще одна гіпотеза, яку висловив 1906 року німецький астроном Гуґо фон Зелігер, припускала наявність навколо Сонця розсіяної (дифузної) хмари речовини, видимою ознакою якої слугує зодіакальне світло. Ця хмара, за Зеелігером, нахилена до площини екліптики і слабко впливає на рух планет. Скептики заперечували, що для зміщення перигелію Меркурія ця хмара повинна мати значну масу, але тоді від неї слід очікувати набагато вищого рівня світності; крім того, масивна хмара неминуче впливала б на рух Венери, в якому серйозних непояснених аномалій не відзначається.
Голландський метеоролог Христофор Бейс-Баллот 1849 року, ще до робіт Левер'є, припустив, що Сонце, подібно до Сатурна, оточене кільцем (можливо, навіть двома кільцями). Левер'є й інші вчені відкинули цю гіпотезу, вказавши, що такі кільця не зможуть стабільно існувати поблизу Сонця, та й сама гіпотеза погано аргументована.
Занижена маса планет
Причиною аномалії могла стати занижена оцінка маси однієї з планет (під найбільшу підозру підпадала Венера). Однак проти цього припущення свідчив той факт, що, якби це було так, то аномалії через неправильну масу виявилися б і в розрахованих рухах інших планет. Французький астроном Еммануель Ляі припустив, що ефект викликаний накладенням декількох причин: , трохи заниженою масою Венери й помилками спостереження.
Інші спроби пояснення
Серед можливих причин зміщення перигелію Меркурія називали осьове стиснення Сонця біля полюсів. Спостереження, однак, не виявили у Сонця стиснення, достатнього щоб пояснити ефект. За даними вимірів 1975 року, осьове стиснення сонячного диска становить лише кутових секунд.
Від 1870-х років почали з'являтися перші гіпотези про те, що джерело аномалії пов'язане з неевклідовою геометрією Всесвіту (, , пізніше (1900-ті роки) Шварцшильд і Пуанкаре). Німецький астроном [de] схилявся до думки, що кривина простору позитивна, оскільки тоді об'єм Всесвіту скінчений, і такі проблеми, як гравітаційний і фотометричний парадокси, відпадають. Проте пояснити зсув перигелію Меркурія за допомогою цієї гіпотези не вдалося — розрахунки показали, що для цього кривина простору має бути неправдоподібно великою.
Гуґо фон Зелігер у 1906 році досліджував гіпотезу свого учня, астронома Ернста Андінга (Ernst Anding): система координат, що пов'язана з нерухомими зірками, неінерціальна, а пов'язана з планетами — інерціальна. Це незвичайне припущення дозволяло за допомогою підбору параметрів пояснити всі відомі планетні аномалії. Андінг також постулював існування декількох пилових хмар, що створюють зодіакальне світло поблизу Сонця. Багато вчених піддали модель Андінга — Зеелігера нищівній критиці як штучну і з погляду фізики — неправдоподібну: зокрема, і Гарольд Джеффріс довели, що джерело зодіакального світла занадто розріджене, щоб мати необхідну для моделі масу.
Дослідження й висновки Саймона Ньюкома
1895 року свої результати розрахунків орбіт чотирьох внутрішніх планет (Меркурія, Венери, Землі і Марса) опублікував провідний американський астроном Саймон Ньюком. Він підтвердив наявність аномалії в русі Меркурія і уточнив її значення: 43" замість 38" у Левер'є. Ньюком не вірив, що всередині орбіти Меркурія існують невідомі планети, і заявив, що ця гіпотеза «абсолютно виключена», а масу Венери він сам уточнив, звівши нанівець всі припущення, що її оцінка істотно занижена.
Ньюком виявив зсув перигелію не лише в Меркурія, але й у Марса, а також, з меншою впевненістю, у Венери й Землі (їх орбіти майже кругові, тому зазначене для цих двох планет зміщення було близьке до похибки вимірювання). При цьому була остаточно відкинута гіпотеза Бейс-Баллота про кільце навколо Сонця, бо жодним підбором його параметрів не вдавалося отримати реальне зміщення і для Меркурія, і для Марса одночасно; аналогічні труднощі викликало припущення про систему астероїдів. Ньюком вказав також, що як гіпотетичне кільце, так і масивна дифузна матерія поблизу Сонця викликали б зсув вузлів орбіти Венери і самого Меркурія, що не узгоджується зі спостереженнями. Після досліджень Ньюкома існування аномалії більше ніхто не піддавав сумніву
Пропозиції щодо модифікації класичної теорії тяжіння
Спроби поліпшити ньютонівський закон всесвітнього тяжіння бували починаючи з середини XVIII століття. Першу спробу зробив у 1745 році А. К. Клеро, щоб пояснити аномалії руху Місяця. У мемуарі «Про систему світу згідно з початком тяжіння» Клеро запропонував замість ньютонівського закону:
іншу, загальнішу формулу:
Тут — сила тяжіння, — маси тіл, — відстань між тілами, — гравітаційна стала, що дорівнює м³/(кг с²).
Пізніше, 1752 року, Клеро дійшов до висновку, що для пояснення руху Місяця, з усіма поміченими аномаліями, цілком достатньо класичного закону. Остаточні результати своїх праць Клеро звів у трактат, що дістав назву «Теорія Місяця, виведена з єдиного початку тяжіння, що обернено пропорційний квадрату відстані». Проте ідея Клеро, у різному математичному оформленні, неодноразово виникала в історії астрономії, у тому числі щоб пояснити зсув перигелію Меркурія.
Моделі без залежності від швидкості
У статті 1895 року Саймон Ньюком досліджував спосіб пояснити аномалії, що пов'язаний з модифікацією закону всесвітнього тяжіння. Найпростіша модифікація полягає в заміні квадрата відстані на трохи більшу ступінь:
Тоді зсув перигелію на один оберт буде дорівнювати:
тобто додатковий зсув дорівнює
Це припущення відоме як «гіпотеза Холла», американський астроном Асаф Холл опублікував її на рік раніше (1894). Значення дозволяє пояснити аномальний зсув перигелію Меркурія. Додатковою перевагою нового закону тяжіння порівняно з ньютонівським був той факт, що він не створював гравітаційний парадокс — потенціал поля тяжіння нескінченного Всесвіту не перетворювався на нескінченність.
Низка вчених (зокрема, Вебер і Рітц) виявили інтерес до такого підходу, хоча були й критики — вказували, наприклад, на те, що в законі Холла постійній тяжіння доводиться приписувати дробову розмірність довжини. До того ж розрахунки Ньюкома показали, що зміщення перигелію Марса за новим законом виходить далеким від фактичного .
Досліджували й трохи більш загальний варіант закону тяжіння — додавання до формули Ньютона виразу, зворотньо пропорційного або . Однак Ньюком відкинув і цей варіант, оскільки з нього випливало, наприклад, що тяжіння двох близьких предметів на Землі неправдоподібно велике.
Зеелігер і Нейман запропонували ще одну модифікацію закону всесвітнього тяжіння:
У ній додатковий множник забезпечує швидше, ніж у Ньютона, спадання тяжіння з відстанню. Підбір коефіцієнта згасання дозволяв також пояснити зсув перигелію Меркурія, однак у цьому випадку рух Венери, Землі і Марса переставав відповідати спостереженнями .
1897 року американський астроном Ернест Вільям Браун опублікував дуже точні таблиці руху Місяця, що значно підірвали довіру до гіпотези Холла . Одночасно 1896 року Гуґо фон Зелігер досліджував три варіанти модифікації закону Ньютона, включаючи закон Холла, і показав, що жодний з них не узгоджується зі спостереженнями. 1910 року Ньюком також дійшов до висновку, що гравітаційне поле описується класичним законом Ньютона.
Моделі із залежністю від швидкості
Деякі фізики пропонували ввести в закон тяжіння залежність сили від швидкості тіл . Меркурій відрізняється від інших планет не лише близькістю до Сонця, але й більшою швидкістю, тому виникли припущення, що саме його швидкість відповідальна за додаткове зміщення перигелію. Автори цих ідей посилалися також на закони електродинаміки, де залежність сил від швидкості була загальновизнаною.
Перші моделі подібного роду, розроблені в другій половині XIX століття за аналогією з електродинамікою Вебера або Максвелла, давали дуже маленьке значення зсуву перигелію (не більше як 6-7" на сторіччя). Їх автори вважали, що, можливо, причиною частини аномалії є залежність тяжіння від швидкості, а іншої частини — вплив якоїсь невідомої речовини поблизу від Сонця. Попри те, що цією проблемою займалися такі великі фізики, як Лоренц, Він, Пуанкаре та інші, домогтися задовільного узгодження зі спостереженнями вони не змогли.
Найбільший інтерес викликала Вальтера Рітца (1908). У цій моделі гравітаційну взаємодію здійснюють гіпотетичні частинки, які, як сподівався Рітц, формують також усі електромагнітні явища. Формулу для сили автор виписав за аналогією з електродинамікою. Рітц помер у віці 31 року (1909), не встигнувши закінчити розвиток своєї теорії, але її жваве обговорення тривало ще десятиліття. У моделі Рітца зсуви перигелію для Меркурія, Венери й Землі, а також перигею Місяця були вже близькі до реальних. Разом із тим модель Рітца була несумісною з принципом сталості швидкості світла і передбачала кілька нових астрофізичних ефектів, які не підтвердилися. У кінцевому підсумку балістична теорія не витримала конкуренції з логічно більш бездоганною і підтвердженою досвідом загальною теорією відносності Ейнштейна (ЗТВ): наприклад, відхилення світла в гравітаційному полі, що передбачала теорія Рітца, на чверть менше від ейнштейнівського. У 1920-их роках інтерес до теорії Рітца згас.
Ще одним конкурентом ЗТВ стала теорія Пауля Гербера (Paul Gerber) 1898 року. Виходячи також з електродинамічної аналогії, Гербер запропонував формулу для гравітаційного потенціалу:
де:
Якщо швидкість мала порівняно заі швидкістю світла , то формула Гербера переходить у класичний вираз для гравитаційного потенціалу:
З нового закону Гербер вивів ту саму формулу для зміщення перигелію Меркурія, що й у ЗТВ (див. нижче). Цей висновок і весь зміст теорії Гербера зазнали критики з боку багатьох помітних фізиків з кількох причин: довільність низки припущень, відсутність лоренц-інваріантності, помилкове значення для кута відхилення світлових променів у полі тяжіння (в півтора рази більше від ейнштейнівського), далекодія та ін. Макс фон Лауе в 1920 році писав, що «Гербер просто підігнав правильне його [чисельного коефіцієнта] значення, змінивши відповідно без будь-якого фізичного обґрунтування математичний підхід своїх двох попередників» (В. Шайбнера і Ф. Тіссерана).
Як зауважив Н. Т. Роузвер, «жодна з цих теорій не витримала перевірки на класичних ефектах, що підтверджують загальну теорію відносності, а вимірювання ефекту відхилення світлових променів виявилися для них каменем спотикання» .
Рішення в межах загальної теорії відносності
Після створення в 1905 році спеціальної теорії відносності (СТВ) А. Ейнштейн усвідомив необхідність розробки релятивістського варіанту теорії тяжіння, оскільки рівняння Ньютона були несумісні з перетвореннями Лоренца, а швидкість поширення ньютонівської гравітації була нескінченна. В одному з листів 1907 року Ейнштейн повідомляв:
Нині я також займаюся дослідженням закону тяжіння з позицій теорії відносності; сподіваюся, це дозволить мені пролити світло на ще не пояснений великий віковий зсув перигелію орбіти Меркурія.
Перші начерки релятивістської теорії тяжіння опублікували на початку 1910-х років Макс Абрагам, і сам Ейнштейн. У Абрагама зсув перигелію Меркурія був утричі менший ніж реальний, в помилковим був навіть напрямок зсуву, версія Ейнштейна 1912 року давала значення на третину менше від спостережуваного.
1913 року Ейнштейн зробив вирішальний крок — перейшов від скалярного гравітаційного потенціалу до тензорного подання, цей апарат дозволив адекватно описати неевклідову метрику простору-часу. Ейнштейн опублікував остаточний варіант своєї нової теорії тяжіння, що отримала назву «загальна теорія відносності» (ЗТВ). У ній, на відміну від ньютонівської моделі, поблизу масивних тіл геометрія простору-часу помітно відрізняється від евклідової, що призводить до відхилень від класичної траєкторії руху планет. 18 листопада 1915 року Ейнштейн розрахував (наближено) це відхилення і отримав практично точний збіг зі спостережуваними 43" на сторіччя. При цьому не знадобилося жодної підгонки констант і не треба було жодних довільних припущень.
Точне рішення рівнянь Ейнштейна, яке отримав Карл Шварцшильд два місяці по тому (січень 1916), показало, що перигелії планет справді мають зазнавати додаткового зсуву порівняно з ньютонівської теорією. Якщо позначити:
- M — маса Сонця;
- c — швидкість світла;
- A — велика піввісь орбіти планети;
- e — ексцентриситет орбіти;
- T — період обертання, то додаткове зміщення перигелію планети (в радіанах за оберт) у ЗТВ можна записати формулою:
Для Меркурія ця формула дає 42,98" за століття, що блискуче узгоджується зі спостереженнями.
Пояснення зсуву перигелію Меркурія було єдиним експериментальним підтвердженням теорії Ейнштейна до 1919 року, коли Артур Еддінгтон виявив гравітаційне відхилення світла. 1916 року Гарольд Джеффріс висловив сумнів у адекватності ЗТВ, оскільки вона не пояснювала зміщення вузлів орбіти Венери, на яку раніше вказав Ньюком. Проте 1919 року Джеффріс зняв свої заперечення, оскільки, за новими даними, жодних аномалій у русі Венери, які не вкладалися б у теорію Ейнштейна, виявлено не було.
Проте критика ЗТВ тривала деякий час і після 1919 року. Деякі астрономи висловлювали думку, що збіг теоретичного й спостережуваного зсуву перигелію Меркурія може бути випадковим, або оскаржували достовірність спостережуваного значення 43". Сучасні точні вимірювання підтвердили оцінки зсуву перигелію планет й астероїдів, запропоновані ЗТВ.
Зсув перигелію, кутових секунд за століття | Теоретичне значення | Спостережуване значення |
---|---|---|
Меркурій | 43,0 | 43,1 ± 0,5 |
Венера | 8,6 | 8,4 ± 4,8 |
Земля | 3,8 | 5,0 ± 1,2 |
Марс | 1,35 | 1,1 ± 0,3 |
1566 Ікар | 10,1 | 9,8 ± 0.8 |
Велика похибка даних для Венери й Землі зумовлена тим, що їх орбіти майже кругові.
Формула ЗТВ була перевірена також для подвійних зір — пульсара , де дві зорі, за масою близькі до Сонця, обертаються на близькій відстані, і тому зміщення періастру дуже велике. Спостереження показали його зсув на 4,2 градуси на рік, що повністю узгоджується із ЗТВ.
Див. також
Примітки
- Коментарі
- Перед тим «неправильну поведінку» відзначали у комети Енке, мабуть, через реактивну віддачу летких речовин, і в Місяця, див. Припливне прискорення, однак ці ефекти не ставили під сумнів теорію тяжіння.
- Джерела
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 9—10..
- Фейнман Р. Характер физических законов. — Изд. 2-е. — М. : Наука, 1987. — С. 155. — (Библ. Квант, выпуск 62.)
- Субботин М. Ф., 1968, с. 65..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 17..
- Le Verrier U. Théorie de mouvement de Mercure // Ann. Observ. imp.. — 1859. — Vol. 5, 1—96.
- Le Verrier U. Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur le mouvement du périhélie de cette planète // Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences. — 1859. — Vol. 49. — P. 379—383.
- Clemence G. M. The Relativity Effect in Planetary Motions // Reviews of Modern Physics. — 1947. — Vol. 19, iss. 4. — P. 361—364. — DOI: .
- Isaac Asimov (May 1975). (англ.). Архів оригіналу за 7 вересня 2015. Процитовано 6 травня 2014.
- Paul Schlyter. Hypothetical Planets (англ.). Архів оригіналу за 23 січня 2012. Процитовано 7 травня 2014.
- Richard Baum, William Sheehan. In Search of Planet Vulcan, The Ghost in Newton's Clockwork Machine. — New York : Plenum Press, 1997. — .
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 7—8, 33—36, 46, 61—62..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 84—90, 97—117..
- Субботин М. Ф., 1968, с. 61..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 37—39, 60..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 54—55, 59—60..
- Hill H. A., Stebbins R. T. The intrinsic visual oblateness of the sun // Astrophys. Journal. — 1975. — Вип. 200. — С. 471—483.
- Визгин В. П., 1981, с. 36—37..
- Гарцер П. Звезды и пространство. // Новые идеи в математике. СПб.: Образование, 1913, вып. 3, с. 71—116.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 98—116..
- Newcomb S. The elements of the four inner planets and the fundamental constants of astronomy. Suppl. am. Ephem. naut. Aim. 1897. U.S. Govt. Printing Office, Washington, D. C., 1895.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 49—51, 57—58..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 49—51, 57—63..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 20—21, 31, 34, 47..
- Богородский А. Ф., 1971, с. 35—58..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 19..
- Hall A. A suggestion in the theory of Mercury // Astr. J.. — 1894. — Vol. 14. — P. 49—51.
- Гравитационный парадокс // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М. : Советская Энциклопедия, 1988. — Т. 1. — .
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 65—67..
- Newcomb S. Discussion and results of observations on transits Mercury from 1677 to 1881. Astr. Pap. am. Ephem. naut. Aim., t, 367—487. U. S Govt. Printing Office, Washington, D. C., 1882.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 55—56..
- Визгин В. П., 1981, с. 34—35..
- Субботин М. Ф., 1968, с. 63..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 8, 44, 82—83, 89—90..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 139—161..
- Визгин В. П., 1981, с. 56—63..
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 161—168..
- Gerber, P. Die räumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation. — Т. 43. — С. 93–104.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 168—176..
- Макс фон Лауэ. О движении перигелия Меркурия (историко-критический очерк) // Лауэ М. Статьи и речи. — М. : Наука, 1969. — С. 86—89.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 179..
- Зелиг К. Альберт Эйнштейн. — 2-е изд. — М. : , 1966. — С. 74.
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 180—186..
- Эйнштейн А. Объяснение движения перигелия Меркурия в общей теории относительности // Собрание научных трудов в 4 томах. — Т. I. — С. 439-447.
- Пайс А. Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна. — М. : Наука, 1989. — С. 245—248. — . з джерела 13 квітня 2014
- Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — («Теоретическая физика», том II)., § 98 «Движение в центрально-симметричном гравитационном поле».
- Роузвер Н. Т., 1985, с. 113—117..
- Kevin Brown (2012). . Reflections on Relativity (англ.). Архів оригіналу за 3 серпня 2019. Процитовано 14 квітня 2014.
- Субботин М. Ф., 1968, с. 66..
- Taylor J. H., Fowler L. A., McCulloch P. M. Measurements of general relativistic effects in the binary pulsar PSR1913 + 16 // Nature. — 1979. — № 277. — С. 437.
- . Архів оригіналу за 12 липня 2015. Процитовано 15 квітня 2014.
Література
- Богородский А. Ф. Всемирное тяготения. — Киев : Наукова думка, 1971. — 351 с.
- Визгин В. П. Релятивистская теория тяготения. Истоки и формирование. 1900—1915 гг. — М. : Наука, 1981. — 352 с.
- Климишин И. А. Релятивистская астрономия. — 2-е изд. — М. : Наука, 1989. — С. 35—41. — .
- Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна = Mercury's perihelion. From Le Verrier to Einstein. — М. : Мир, 1985. — 244 с.
- Спасский Б. И. История физики, в двух томах. — М. : Высшая школа, 1977.
- Субботин М. Ф. Введение в теоретическую астрономию. — М. : Наука, 1968. — С. 58—67.
- Earman J., Janssen M. Einstein’s Explanation of the Motion of Mercury’s Perihelion // The Attraction of Gravitation: New Studies in the History of General Relativity: Einstein Studies, Volume 5. — Boston : Birkhãuser, 1993. — С. 129–149. — .
Посилання
- Kevin Brown. . Reflections on Relativity (англ.). Архів оригіналу за 3 серпня 2019. Процитовано 14 квітня 2014.
- Chris Pollock (March 2003). (PDF) (англ.). Архів оригіналу (PDF) за 23 листопада 2015. Процитовано 5 квітня 2014.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Anomalnij zsuv perigeliyu Merkuriya viyavlena 1859 roku osoblivist ruhu planeti Merkurij yaka vidigrala vinyatkovu rol u istoriyi fiziki Cej zsuv viyavivsya pershim ruhom nebesnogo tila sho ne pidkoryavsya nyutonivskomu zakonu vsesvitnogo tyazhinnya Pered fizikami postala neobhidnist shukati shlyahi modifikuvati abo uzagalniti teoriyu tyazhinnya Poshuki uvinchalisya uspihom 1915 roku koli Albert Ejnshtejn rozrobiv zagalnu teoriyu vidnosnosti ZTV z rivnyan ZTV viplivalo same sposterezhuvane znachennya zsuvu Piznishe doslidniki vimiryali analogichni zmishennya orbit kilkoh inshih nebesnih til znachennya yakih takozh zbiglisya z peredbachennyami ZTV Shema zsuvu orbiti Merkuriya viglyad vid pivnichnogo polyusu ekliptiki Laureat Nobelivskoyi premiyi z fiziki Richard Fejnman vidznachiv sho dovgij chas nyutonivska teoriya tyazhinnya povnistyu vidpovidala sposterezhennyam ale shob poyasniti led pomitne vidhilennya v rusi Merkuriya znadobilasya dokorinna perebudova vsiyeyi teoriyi na osnovi novogo rozuminnya gravitaciyi Vidkrittya efektuParametri orbit planet Sonyachnoyi sistemi cherez vzayemovpliv cih planet iz chasom zaznayut povilnih zmin Zokrema vis orbiti Merkuriya postupovo povertayetsya u ploshini orbiti u bik orbitalnogo ruhu vidpovidno zaznaye zsuvu j najblizhcha do Soncya tochka orbiti perigelij precesiya perigeliyu Kutova shvidkist povorotu stanovit priblizno 500 kutovih sekund za 100 zemnih rokiv a otzhe povnij obert perigelij robit za kozhni 260 tis rokiv Urben Lever ye U seredini XIX stolittya astronomichni rozrahunki ruhu nebesnih til zasnovani na nyutonivskij teoriyi tyazhinnya davali nadzvichajno tochni rezultati yaki zbigalisya zi sposterezhennyami astronomichna tochnist uvijshla v prikazku Triumfom nebesnoyi mehaniki 1846 roku stalo vidkrittya Neptuna v teoretichno peredbachenomu misci neboshilu U 1840 1850 ih rokah francuzkij astronom Urben Lever ye odin iz pershovidkrivachiv Neptuna na osnovi 40 richnih sposterezhen Parizkoyi observatoriyi rozrobiv teoriyu ruhu Merkuriya U svoyih stattyah 1859 roku Lever ye povidomiv sho viyaviv neveliku ale suttyevu rozbizhnist teoriyi zi sposterezhennyami perigelij zmishuvavsya desho shvidshe nizh viplivalo z teoriyi U svoyih rozrahunkah Lever ye vrahuvav vpliv usih planet Planeta Vnesok u zsuv perigeliyu Merkuriya u kutovih sekundah za storichchya Venera 280 6 Zemlya 1 83 6 Mars 2 2 6 Yupiter 152 6 Saturn 2 7 2 Uran 2 0 1 U pidsumku teoretichne znachennya zsuvu yake rozrahuvav Lever ye stanovilo 526 7 za stolittya a zi sposterezhen vihodilo priblizno 565 tobto riznicya stanovila blizko 38 Za suchasnimi utochnenimi danimi zsuv trohi bilshij i dorivnyuye 570 takim chinom riznicya stanovit blizko 43 za stolittya Shob poyasniti prichini efektu visuvali gipotezi perevazhno dvoh tipiv Materialni gipotezi zmishennya viklikane vplivom yakoyis materiyi poblizu Soncya Novi teoriyi tyazhinnya vidminni vid nyutonivskoyi Sprobi poyasniti v ramkah klasichnoyi teoriyi tyazhinnyaVulkan i vulkanoyidi Lever ye pripustiv sho anomaliyu mozhna poyasniti nayavnistyu nevidomoyi planeti abo kilkoh malih planet vseredini orbiti Merkuriya Cyu gipotezu pidtrimav avtoritetnij francuzkij astronom Fransua Feliks Tisseran Za propoziciyeyu fizika Zhaka Babine gipotetichnij planeti dali nazvu Vulkan Cherez yiyi blizkist do Soncya najkrashim sposobom viyaviti Vulkan buli sposterezhennya pid chas sonyachnogo zatemnennya abo pid chas prohodzhennya Vulkana mizh Zemleyu j Soncem v ostannomu vipadku planetu bulo b vidno yak temnu plyamu sho shvidko peretinaye sonyachnij disk Nevdovzi pislya publikacij 1859 roku francuzkij astronom amator Edmon Leskarbo Edmond Modeste Lescarbault povidomiv Lever ye sho 1845 roku sposterigav pered Soncem temnij ob yekt zareyestruvav jogo koordinati odnak todi ne nadav sposterezhennyu nalezhnogo znachennya Lever ye za rezultatami Leskarbo obchisliv sho ob yekt perebuvaye vtrichi blizhche do Soncya nizh Merkurij a period jogo obertannya stanovit 19 dniv 7 godin diametr blizko 2000 km Pri comu yaksho shilnist Vulkana blizka do shilnosti Merkuriya to jogo masa stanovila b 1 17 masi Merkuriya Odnak tilo z takoyu nevelikoyu masoyu ne mozhe viklikati sposterezhuvanij zsuv perigeliyu Merkuriya tomu Lever ye pripustiv sho Vulkan ne yedina mala planeta mizh Merkuriyem i Soncem Vin rozrahuvav pribliznu orbitu Vulkana i 1860 roku naperedodni povnogo sonyachnogo zatemnennya zaklikav astronomiv usogo svitu pospriyati u viyavlenni Vulkana Usi sposterezhennya viyavilisya marnimi Planetu shukali kilka desyatilit ale bezuspishno Bulo she kilka nepidtverdzhenih povidomlen pro vidkrittya za novu planetu prijmali sonyachni protuberanci sonyachni plyami a takozh zori j dribni navkolozemni asteroyidi sho blizko roztashovani do disku Soncya pid chas zatemnennya Pislya kozhnogo takogo povidomlennya astronomi zanovo rozrahovuvali orbitu peredbachuvanogo Vulkana j chekali sho pid chas nastupnogo prohodzhennya pered Soncem planetu znajdut ale vona bilshe ne z yavlyalasya Ostanni povidomlennya pro mozhlive vidkrittya Vulkana buli opublikovani na pochatku 1970 h rokiv prichinoyu stalo padinnya kometi na Sonce Variant iz kilkoma malimi planetami yakih zazdalegid nazvali vulkanoyidami buv takozh retelno perevirenij Lever ye viriv u isnuvannya Vulkana abo vulkanoyidiv do kincya zhittya 1877 odnak zhodnogo prohodzhennya yakogo nebud velikogo nevidomogo ob yekta po disku Soncya dostemenno zareyestruvati ne vdalosya 1909 roku amerikanskij astronom Vilyam Volles Kempbell vzhe mav pidstavi vpevneno zayaviti sho mizh Merkuriyem i Soncem nemaye ob yektiv bilshih nizh 50 km u diametri Inshi gipotetichni ob yekti vseredini orbiti Merkuriya Gugo Gans fon Zeeliger Yak alternativu vislovlyuvali pripushennya sho isnuye nevidomij suputnik Merkuriya mozhlivo dekilka suputnikiv Yih poshuk takozh nichogo ne dav She odna gipoteza yaku visloviv 1906 roku nimeckij astronom Gugo fon Zeliger pripuskala nayavnist navkolo Soncya rozsiyanoyi difuznoyi hmari rechovini vidimoyu oznakoyu yakoyi sluguye zodiakalne svitlo Cya hmara za Zeeligerom nahilena do ploshini ekliptiki i slabko vplivaye na ruh planet Skeptiki zaperechuvali sho dlya zmishennya perigeliyu Merkuriya cya hmara povinna mati znachnu masu ale todi vid neyi slid ochikuvati nabagato vishogo rivnya svitnosti krim togo masivna hmara neminuche vplivala b na ruh Veneri v yakomu serjoznih nepoyasnenih anomalij ne vidznachayetsya Gollandskij meteorolog Hristofor Bejs Ballot 1849 roku she do robit Lever ye pripustiv sho Sonce podibno do Saturna otochene kilcem mozhlivo navit dvoma kilcyami Lever ye j inshi vcheni vidkinuli cyu gipotezu vkazavshi sho taki kilcya ne zmozhut stabilno isnuvati poblizu Soncya ta j sama gipoteza pogano argumentovana Zanizhena masa planet Prichinoyu anomaliyi mogla stati zanizhena ocinka masi odniyeyi z planet pid najbilshu pidozru pidpadala Venera Odnak proti cogo pripushennya svidchiv toj fakt sho yakbi ce bulo tak to anomaliyi cherez nepravilnu masu viyavilisya b i v rozrahovanih ruhah inshih planet Francuzkij astronom Emmanuel Lyai pripustiv sho efekt viklikanij nakladennyam dekilkoh prichin trohi zanizhenoyu masoyu Veneri j pomilkami sposterezhennya Inshi sprobi poyasnennya Sered mozhlivih prichin zmishennya perigeliyu Merkuriya nazivali osove stisnennya Soncya bilya polyusiv Sposterezhennya odnak ne viyavili u Soncya stisnennya dostatnogo shob poyasniti efekt Za danimi vimiriv 1975 roku osove stisnennya sonyachnogo diska stanovit lishe 0 018 4 0 012 5 displaystyle 0 0184 pm 0 0125 kutovih sekund Vid 1870 h rokiv pochali z yavlyatisya pershi gipotezi pro te sho dzherelo anomaliyi pov yazane z neevklidovoyu geometriyeyu Vsesvitu piznishe 1900 ti roki Shvarcshild i Puankare Nimeckij astronom de shilyavsya do dumki sho krivina prostoru pozitivna oskilki todi ob yem Vsesvitu skinchenij i taki problemi yak gravitacijnij i fotometrichnij paradoksi vidpadayut Prote poyasniti zsuv perigeliyu Merkuriya za dopomogoyu ciyeyi gipotezi ne vdalosya rozrahunki pokazali sho dlya cogo krivina prostoru maye buti nepravdopodibno velikoyu Gugo fon Zeliger u 1906 roci doslidzhuvav gipotezu svogo uchnya astronoma Ernsta Andinga Ernst Anding sistema koordinat sho pov yazana z neruhomimi zirkami neinercialna a pov yazana z planetami inercialna Ce nezvichajne pripushennya dozvolyalo za dopomogoyu pidboru parametriv poyasniti vsi vidomi planetni anomaliyi Anding takozh postulyuvav isnuvannya dekilkoh pilovih hmar sho stvoryuyut zodiakalne svitlo poblizu Soncya Bagato vchenih piddali model Andinga Zeeligera nishivnij kritici yak shtuchnu i z poglyadu fiziki nepravdopodibnu zokrema i Garold Dzheffris doveli sho dzherelo zodiakalnogo svitla zanadto rozridzhene shob mati neobhidnu dlya modeli masu Doslidzhennya j visnovki Sajmona Nyukoma Sajmon Nyukom 1895 roku svoyi rezultati rozrahunkiv orbit chotiroh vnutrishnih planet Merkuriya Veneri Zemli i Marsa opublikuvav providnij amerikanskij astronom Sajmon Nyukom Vin pidtverdiv nayavnist anomaliyi v rusi Merkuriya i utochniv yiyi znachennya 43 zamist 38 u Lever ye Nyukom ne viriv sho vseredini orbiti Merkuriya isnuyut nevidomi planeti i zayaviv sho cya gipoteza absolyutno viklyuchena a masu Veneri vin sam utochniv zvivshi nanivec vsi pripushennya sho yiyi ocinka istotno zanizhena Nyukom viyaviv zsuv perigeliyu ne lishe v Merkuriya ale j u Marsa a takozh z menshoyu vpevnenistyu u Veneri j Zemli yih orbiti majzhe krugovi tomu zaznachene dlya cih dvoh planet zmishennya bulo blizke do pohibki vimiryuvannya Pri comu bula ostatochno vidkinuta gipoteza Bejs Ballota pro kilce navkolo Soncya bo zhodnim pidborom jogo parametriv ne vdavalosya otrimati realne zmishennya i dlya Merkuriya i dlya Marsa odnochasno analogichni trudnoshi viklikalo pripushennya pro sistemu asteroyidiv Nyukom vkazav takozh sho yak gipotetichne kilce tak i masivna difuzna materiya poblizu Soncya viklikali b zsuv vuzliv orbiti Veneri i samogo Merkuriya sho ne uzgodzhuyetsya zi sposterezhennyami Pislya doslidzhen Nyukoma isnuvannya anomaliyi bilshe nihto ne piddavav sumnivuPropoziciyi shodo modifikaciyi klasichnoyi teoriyi tyazhinnyaSprobi polipshiti nyutonivskij zakon vsesvitnogo tyazhinnya buvali pochinayuchi z seredini XVIII stolittya Pershu sprobu zrobiv u 1745 roci A K Klero shob poyasniti anomaliyi ruhu Misyacya U memuari Pro sistemu svitu zgidno z pochatkom tyazhinnya Klero zaproponuvav zamist nyutonivskogo zakonu F G m 1 m 2 R 2 displaystyle F G cdot m 1 cdot m 2 over R 2 inshu zagalnishu formulu F G m 1 m 2 1 R 2 a R 4 displaystyle F G cdot m 1 cdot m 2 left frac 1 R 2 frac a R 4 right Tut F displaystyle F sila tyazhinnya m 1 m 2 displaystyle m 1 m 2 masi til R displaystyle R vidstan mizh tilami G displaystyle G gravitacijna stala sho dorivnyuye 6 673 84 80 10 11 displaystyle 6 67384 80 cdot 10 11 m kg s Piznishe 1752 roku Klero dijshov do visnovku sho dlya poyasnennya ruhu Misyacya z usima pomichenimi anomaliyami cilkom dostatno klasichnogo zakonu Ostatochni rezultati svoyih prac Klero zviv u traktat sho distav nazvu Teoriya Misyacya vivedena z yedinogo pochatku tyazhinnya sho oberneno proporcijnij kvadratu vidstani Prote ideya Klero u riznomu matematichnomu oformlenni neodnorazovo vinikala v istoriyi astronomiyi u tomu chisli shob poyasniti zsuv perigeliyu Merkuriya Modeli bez zalezhnosti vid shvidkosti U statti 1895 roku Sajmon Nyukom doslidzhuvav sposib poyasniti anomaliyi sho pov yazanij z modifikaciyeyu zakonu vsesvitnogo tyazhinnya Najprostisha modifikaciya polyagaye v zamini kvadrata vidstani na trohi bilshu stupin F G m 1 m 2 R 2 d displaystyle F G cdot m 1 cdot m 2 over R 2 delta Todi zsuv perigeliyu na odin obert bude dorivnyuvati 2 p 1 d 2 p 1 d 2 displaystyle frac 2 pi sqrt 1 delta approx 2 pi left 1 frac delta 2 right tobto dodatkovij zsuv dorivnyuye d p displaystyle delta pi Ce pripushennya vidome yak gipoteza Holla amerikanskij astronom Asaf Holl opublikuvav yiyi na rik ranishe 1894 Znachennya d 0 000 0001564 displaystyle delta 0 0000001564 dozvolyaye poyasniti anomalnij zsuv perigeliyu Merkuriya Dodatkovoyu perevagoyu novogo zakonu tyazhinnya porivnyano z nyutonivskim buv toj fakt sho vin ne stvoryuvav gravitacijnij paradoks potencial polya tyazhinnya neskinchennogo Vsesvitu ne peretvoryuvavsya na neskinchennist Nizka vchenih zokrema Veber i Ritc viyavili interes do takogo pidhodu hocha buli j kritiki vkazuvali napriklad na te sho v zakoni Holla postijnij tyazhinnya G displaystyle G dovoditsya pripisuvati drobovu rozmirnist dovzhini Do togo zh rozrahunki Nyukoma pokazali sho zmishennya perigeliyu Marsa za novim zakonom vihodit dalekim vid faktichnogo Doslidzhuvali j trohi bilsh zagalnij variant zakonu tyazhinnya dodavannya do formuli Nyutona virazu zvorotno proporcijnogo R 3 displaystyle R 3 abo R 4 displaystyle R 4 Odnak Nyukom vidkinuv i cej variant oskilki z nogo viplivalo napriklad sho tyazhinnya dvoh blizkih predmetiv na Zemli nepravdopodibno velike Zeeliger i Nejman zaproponuvali she odnu modifikaciyu zakonu vsesvitnogo tyazhinnya F G m 1 m 2 R 2 e l R displaystyle F G cdot m 1 cdot m 2 over R 2 e lambda R U nij dodatkovij mnozhnik e l R displaystyle e lambda R zabezpechuye shvidshe nizh u Nyutona spadannya tyazhinnya z vidstannyu Pidbir koeficiyenta zgasannya l displaystyle lambda dozvolyav takozh poyasniti zsuv perigeliyu Merkuriya odnak u comu vipadku ruh Veneri Zemli i Marsa perestavav vidpovidati sposterezhennyami 1897 roku amerikanskij astronom Ernest Vilyam Braun opublikuvav duzhe tochni tablici ruhu Misyacya sho znachno pidirvali doviru do gipotezi Holla Odnochasno 1896 roku Gugo fon Zeliger doslidzhuvav tri varianti modifikaciyi zakonu Nyutona vklyuchayuchi zakon Holla i pokazav sho zhodnij z nih ne uzgodzhuyetsya zi sposterezhennyami 1910 roku Nyukom takozh dijshov do visnovku sho gravitacijne pole opisuyetsya klasichnim zakonom Nyutona Modeli iz zalezhnistyu vid shvidkosti Valter Ritc Deyaki fiziki proponuvali vvesti v zakon tyazhinnya zalezhnist sili vid shvidkosti til Merkurij vidriznyayetsya vid inshih planet ne lishe blizkistyu do Soncya ale j bilshoyu shvidkistyu tomu vinikli pripushennya sho same jogo shvidkist vidpovidalna za dodatkove zmishennya perigeliyu Avtori cih idej posilalisya takozh na zakoni elektrodinamiki de zalezhnist sil vid shvidkosti bula zagalnoviznanoyu Pershi modeli podibnogo rodu rozrobleni v drugij polovini XIX stolittya za analogiyeyu z elektrodinamikoyu Vebera abo Maksvella davali duzhe malenke znachennya zsuvu perigeliyu ne bilshe yak 6 7 na storichchya Yih avtori vvazhali sho mozhlivo prichinoyu chastini anomaliyi ye zalezhnist tyazhinnya vid shvidkosti a inshoyi chastini vpliv yakoyis nevidomoyi rechovini poblizu vid Soncya Popri te sho ciyeyu problemoyu zajmalisya taki veliki fiziki yak Lorenc Vin Puankare ta inshi domogtisya zadovilnogo uzgodzhennya zi sposterezhennyami voni ne zmogli Najbilshij interes viklikala Valtera Ritca 1908 U cij modeli gravitacijnu vzayemodiyu zdijsnyuyut gipotetichni chastinki yaki yak spodivavsya Ritc formuyut takozh usi elektromagnitni yavisha Formulu dlya sili avtor vipisav za analogiyeyu z elektrodinamikoyu Ritc pomer u vici 31 roku 1909 ne vstignuvshi zakinchiti rozvitok svoyeyi teoriyi ale yiyi zhvave obgovorennya trivalo she desyatilittya U modeli Ritca zsuvi perigeliyu dlya Merkuriya Veneri j Zemli a takozh perigeyu Misyacya buli vzhe blizki do realnih Razom iz tim model Ritca bula nesumisnoyu z principom stalosti shvidkosti svitla i peredbachala kilka novih astrofizichnih efektiv yaki ne pidtverdilisya U kincevomu pidsumku balistichna teoriya ne vitrimala konkurenciyi z logichno bilsh bezdogannoyu i pidtverdzhenoyu dosvidom zagalnoyu teoriyeyu vidnosnosti Ejnshtejna ZTV napriklad vidhilennya svitla v gravitacijnomu poli sho peredbachala teoriya Ritca na chvert menshe vid ejnshtejnivskogo U 1920 ih rokah interes do teoriyi Ritca zgas She odnim konkurentom ZTV stala teoriya Paulya Gerbera Paul Gerber 1898 roku Vihodyachi takozh z elektrodinamichnoyi analogiyi Gerber zaproponuvav formulu dlya gravitacijnogo potencialu V m r 1 1 c d r d t 2 displaystyle V frac mu r left 1 frac 1 c frac dr dt right 2 de m 4 p 2 A 3 t 2 displaystyle mu frac 4 pi 2 A 3 tau 2 A displaystyle A velika pivvis t displaystyle tau period obertannya Yaksho shvidkist d r d t displaystyle frac dr dt mala porivnyano zai shvidkistyu svitla c displaystyle c to formula Gerbera perehodit u klasichnij viraz dlya gravitacijnogo potencialu V m r displaystyle V frac mu r Z novogo zakonu Gerber viviv tu samu formulu dlya zmishennya perigeliyu Merkuriya sho j u ZTV div nizhche Cej visnovok i ves zmist teoriyi Gerbera zaznali kritiki z boku bagatoh pomitnih fizikiv z kilkoh prichin dovilnist nizki pripushen vidsutnist lorenc invariantnosti pomilkove znachennya dlya kuta vidhilennya svitlovih promeniv u poli tyazhinnya v pivtora razi bilshe vid ejnshtejnivskogo dalekodiya ta in Maks fon Laue v 1920 roci pisav sho Gerber prosto pidignav pravilne jogo chiselnogo koeficiyenta znachennya zminivshi vidpovidno bez bud yakogo fizichnogo obgruntuvannya matematichnij pidhid svoyih dvoh poperednikiv V Shajbnera i F Tisserana Yak zauvazhiv N T Rouzver zhodna z cih teorij ne vitrimala perevirki na klasichnih efektah sho pidtverdzhuyut zagalnu teoriyu vidnosnosti a vimiryuvannya efektu vidhilennya svitlovih promeniv viyavilisya dlya nih kamenem spotikannya Rishennya v mezhah zagalnoyi teoriyi vidnosnostiAlbert Ejnshtejn 1921 Pislya stvorennya v 1905 roci specialnoyi teoriyi vidnosnosti STV A Ejnshtejn usvidomiv neobhidnist rozrobki relyativistskogo variantu teoriyi tyazhinnya oskilki rivnyannya Nyutona buli nesumisni z peretvorennyami Lorenca a shvidkist poshirennya nyutonivskoyi gravitaciyi bula neskinchenna V odnomu z listiv 1907 roku Ejnshtejn povidomlyav Nini ya takozh zajmayusya doslidzhennyam zakonu tyazhinnya z pozicij teoriyi vidnosnosti spodivayusya ce dozvolit meni proliti svitlo na she ne poyasnenij velikij vikovij zsuv perigeliyu orbiti Merkuriya Pershi nacherki relyativistskoyi teoriyi tyazhinnya opublikuvali na pochatku 1910 h rokiv Maks Abragam i sam Ejnshtejn U Abragama zsuv perigeliyu Merkuriya buv utrichi menshij nizh realnij v pomilkovim buv navit napryamok zsuvu versiya Ejnshtejna 1912 roku davala znachennya na tretinu menshe vid sposterezhuvanogo 1913 roku Ejnshtejn zrobiv virishalnij krok perejshov vid skalyarnogo gravitacijnogo potencialu do tenzornogo podannya cej aparat dozvoliv adekvatno opisati neevklidovu metriku prostoru chasu Ejnshtejn opublikuvav ostatochnij variant svoyeyi novoyi teoriyi tyazhinnya sho otrimala nazvu zagalna teoriya vidnosnosti ZTV U nij na vidminu vid nyutonivskoyi modeli poblizu masivnih til geometriya prostoru chasu pomitno vidriznyayetsya vid evklidovoyi sho prizvodit do vidhilen vid klasichnoyi trayektoriyi ruhu planet 18 listopada 1915 roku Ejnshtejn rozrahuvav nablizheno ce vidhilennya i otrimav praktichno tochnij zbig zi sposterezhuvanimi 43 na storichchya Pri comu ne znadobilosya zhodnoyi pidgonki konstant i ne treba bulo zhodnih dovilnih pripushen Tochne rishennya rivnyan Ejnshtejna yake otrimav Karl Shvarcshild dva misyaci po tomu sichen 1916 pokazalo sho perigeliyi planet spravdi mayut zaznavati dodatkovogo zsuvu porivnyano z nyutonivskoyi teoriyeyu Yaksho poznachiti M masa Soncya c shvidkist svitla A velika pivvis orbiti planeti e ekscentrisitet orbiti T period obertannya to dodatkove zmishennya perigeliyu planeti v radianah za obert u ZTV mozhna zapisati formuloyu d f 6 p G M c 2 A 1 e 2 24 p 3 A 2 T 2 c 2 1 e 2 displaystyle delta varphi approx frac 6 pi G M c 2 A left 1 e 2 right frac 24 pi 3 A 2 T 2 c 2 left 1 e 2 right Dlya Merkuriya cya formula daye 42 98 za stolittya sho bliskuche uzgodzhuyetsya zi sposterezhennyami Poyasnennya zsuvu perigeliyu Merkuriya bulo yedinim eksperimentalnim pidtverdzhennyam teoriyi Ejnshtejna do 1919 roku koli Artur Eddington viyaviv gravitacijne vidhilennya svitla 1916 roku Garold Dzheffris visloviv sumniv u adekvatnosti ZTV oskilki vona ne poyasnyuvala zmishennya vuzliv orbiti Veneri na yaku ranishe vkazav Nyukom Prote 1919 roku Dzheffris znyav svoyi zaperechennya oskilki za novimi danimi zhodnih anomalij u rusi Veneri yaki ne vkladalisya b u teoriyu Ejnshtejna viyavleno ne bulo Prote kritika ZTV trivala deyakij chas i pislya 1919 roku Deyaki astronomi vislovlyuvali dumku sho zbig teoretichnogo j sposterezhuvanogo zsuvu perigeliyu Merkuriya mozhe buti vipadkovim abo oskarzhuvali dostovirnist sposterezhuvanogo znachennya 43 Suchasni tochni vimiryuvannya pidtverdili ocinki zsuvu perigeliyu planet j asteroyidiv zaproponovani ZTV Zsuv perigeliyu kutovih sekund za stolittya Teoretichne znachennya Sposterezhuvane znachennya Merkurij 3 43 0 2 43 1 0 5 Venera 4 8 6 3 8 4 4 8 Zemlya 4 3 8 3 5 0 1 2 Mars 4 1 35 3 1 1 0 3 1566 Ikar 3 10 1 3 9 8 0 8 Velika pohibka danih dlya Veneri j Zemli zumovlena tim sho yih orbiti majzhe krugovi Formula ZTV bula perevirena takozh dlya podvijnih zir pulsara PSR B1913 16 de dvi zori za masoyu blizki do Soncya obertayutsya na blizkij vidstani i tomu zmishennya periastru duzhe velike Sposterezhennya pokazali jogo zsuv na 4 2 gradusi na rik sho povnistyu uzgodzhuyetsya iz ZTV Div takozhAlternativni teoriyi gravitaciyi Istoriya astronomiyi Istoriya fiziki Merkurij Peredbachennya zagalnoyi teoriyi vidnosnostiPrimitkiKomentari Pered tim nepravilnu povedinku vidznachali u kometi Enke mabut cherez reaktivnu viddachu letkih rechovin i v Misyacya div Priplivne priskorennya odnak ci efekti ne stavili pid sumniv teoriyu tyazhinnya Dzherela Rouzver N T 1985 s 9 10 Fejnman R Harakter fizicheskih zakonov Izd 2 e M Nauka 1987 S 155 Bibl Kvant vypusk 62 Subbotin M F 1968 s 65 Rouzver N T 1985 s 17 Le Verrier U Theorie de mouvement de Mercure Ann Observ imp 1859 Vol 5 1 96 Le Verrier U Lettre de M Le Verrier a M Faye sur la theorie de Mercure et sur le mouvement du perihelie de cette planete Comptes rendus hebdomadaires des seances de l Academie des sciences 1859 Vol 49 P 379 383 Clemence G M The Relativity Effect in Planetary Motions Reviews of Modern Physics 1947 Vol 19 iss 4 P 361 364 DOI 10 1103 RevModPhys 19 361 Isaac Asimov May 1975 angl Arhiv originalu za 7 veresnya 2015 Procitovano 6 travnya 2014 Paul Schlyter Hypothetical Planets angl Arhiv originalu za 23 sichnya 2012 Procitovano 7 travnya 2014 Richard Baum William Sheehan In Search of Planet Vulcan The Ghost in Newton s Clockwork Machine New York Plenum Press 1997 ISBN 0 306 45567 6 Rouzver N T 1985 s 7 8 33 36 46 61 62 Rouzver N T 1985 s 84 90 97 117 Subbotin M F 1968 s 61 Rouzver N T 1985 s 37 39 60 Rouzver N T 1985 s 54 55 59 60 Hill H A Stebbins R T The intrinsic visual oblateness of the sun Astrophys Journal 1975 Vip 200 S 471 483 Vizgin V P 1981 s 36 37 Garcer P Zvezdy i prostranstvo Novye idei v matematike SPb Obrazovanie 1913 vyp 3 s 71 116 Rouzver N T 1985 s 98 116 Newcomb S The elements of the four inner planets and the fundamental constants of astronomy Suppl am Ephem naut Aim 1897 U S Govt Printing Office Washington D C 1895 Rouzver N T 1985 s 49 51 57 58 Rouzver N T 1985 s 49 51 57 63 Rouzver N T 1985 s 20 21 31 34 47 Bogorodskij A F 1971 s 35 58 Rouzver N T 1985 s 19 Hall A A suggestion in the theory of Mercury Astr J 1894 Vol 14 P 49 51 Gravitacionnyj paradoks Fizicheskaya enciklopediya v 5 tomah Pod redakciej akad A M Prohorova M Sovetskaya Enciklopediya 1988 T 1 ISBN 5 85270 034 7 Rouzver N T 1985 s 65 67 Newcomb S Discussion and results of observations on transits Mercury from 1677 to 1881 Astr Pap am Ephem naut Aim t 367 487 U S Govt Printing Office Washington D C 1882 Rouzver N T 1985 s 55 56 Vizgin V P 1981 s 34 35 Subbotin M F 1968 s 63 Rouzver N T 1985 s 8 44 82 83 89 90 Rouzver N T 1985 s 139 161 Vizgin V P 1981 s 56 63 Rouzver N T 1985 s 161 168 Gerber P Die raumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation T 43 S 93 104 Rouzver N T 1985 s 168 176 Maks fon Laue O dvizhenii perigeliya Merkuriya istoriko kriticheskij ocherk Laue M Stati i rechi M Nauka 1969 S 86 89 Rouzver N T 1985 s 179 Zelig K Albert Ejnshtejn 2 e izd M 1966 S 74 Rouzver N T 1985 s 180 186 Ejnshtejn A Obyasnenie dvizheniya perigeliya Merkuriya v obshej teorii otnositelnosti Sobranie nauchnyh trudov v 4 tomah T I S 439 447 Pajs A Nauchnaya deyatelnost i zhizn Alberta Ejnshtejna M Nauka 1989 S 245 248 ISBN 5 02 014028 7 z dzherela 13 kvitnya 2014 Landau L D Lifshic E M Teoriya polya Teoreticheskaya fizika tom II 98 Dvizhenie v centralno simmetrichnom gravitacionnom pole Rouzver N T 1985 s 113 117 Kevin Brown 2012 Reflections on Relativity angl Arhiv originalu za 3 serpnya 2019 Procitovano 14 kvitnya 2014 Subbotin M F 1968 s 66 Taylor J H Fowler L A McCulloch P M Measurements of general relativistic effects in the binary pulsar PSR1913 16 Nature 1979 277 S 437 Arhiv originalu za 12 lipnya 2015 Procitovano 15 kvitnya 2014 LiteraturaBogorodskij A F Vsemirnoe tyagoteniya Kiev Naukova dumka 1971 351 s Vizgin V P Relyativistskaya teoriya tyagoteniya Istoki i formirovanie 1900 1915 gg M Nauka 1981 352 s Klimishin I A Relyativistskaya astronomiya 2 e izd M Nauka 1989 S 35 41 ISBN 5 02 014074 0 Rouzver N T Perigelij Merkuriya Ot Levere do Ejnshtejna Mercury s perihelion From Le Verrier to Einstein M Mir 1985 244 s Spasskij B I Istoriya fiziki v dvuh tomah M Vysshaya shkola 1977 Subbotin M F Vvedenie v teoreticheskuyu astronomiyu M Nauka 1968 S 58 67 Earman J Janssen M Einstein s Explanation of the Motion of Mercury s Perihelion The Attraction of Gravitation New Studies in the History of General Relativity Einstein Studies Volume 5 Boston Birkhauser 1993 S 129 149 ISBN 3764336242 PosilannyaKevin Brown Reflections on Relativity angl Arhiv originalu za 3 serpnya 2019 Procitovano 14 kvitnya 2014 Chris Pollock March 2003 PDF angl Arhiv originalu PDF za 23 listopada 2015 Procitovano 5 kvitnya 2014