Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Загальна теорія відносності передбачає багато ефектів В першу чергу для слабких гравітаційних полів і повільно рухомих т

Передбачення загальної теорії відносності

Передбачення загальної теорії відносності

Загальна теорія відносності передбачає багато ефектів. В першу чергу, для слабких гравітаційних полів і повільно рухомих тіл вона відтворює передбачення ньютонової теорії тяжіння, як це має бути згідно з принципом відповідності. Ефекти, що специфічно відрізняють її, проявляються в сильних полях (наприклад, у компактних астрофізичних об'єктах) та/або для релятивістських тіл і об'єктів (наприклад, відхилення світла). У випадку слабких полів загальна теорія відносності передбачає тільки слабкі поправочні ефекти, які, однак, вже виміряні в разі Сонячної системи з точністю до частки відсотка і рутинним чином враховуються у програмах космічної навігації та астрономічних спостереженнях.

Ефекти, пов'язані з прискоренням систем відліку

Вперше вплив прискорення на системи відліку описав Ейнштейн ще в 1907 році у рамках спеціальної теорії відносності. Таким чином, деякі з описуваних нижче ефектів присутні і в ній, а не тільки в ЗТВ. (Однак їх повний опис, узгоджується з експериментом, що можливо лише в рамках загальної теорії відносності, наприклад, відхилення променя світла в гравітаційному полі, обчислене в рамках СТВ, дає вдвічі менший результат, ніж в ЗТВ і в спостереженнях.)

Перший з цих ефектів — , через яке будь-які годинники йтимуть тим повільніше, чим глибше в гравітаційній ямі (ближче до гравітуючого тіла) вони розташовані. Цей ефект безпосередньо підтверджено в експерименті Хафеле — Кітінга і враховується в системах супутникової навігації (GPS, ГЛОНАСС, Галілео). Відсутність такого врахування призвела б до відходу на десятки мікросекунд на добу (тобто до втрати точності позиціювання, що вимірюється кілометрами на день).

Безпосередньо пов'язаний з цим ефект — гравітаційне червоне зміщення світла. Під цим ефектом розуміють зменшення частоти світла відносно локального годинника (відповідно, зміщення ліній спектра до червоного кінця спектра відносно локальних масштабів) при поширенні світла з гравітаційної ями назовні (з області з меншим гравітаційним потенціалом в область з більшим потенціалом). Гравітаційне червоне зміщення виявлено в спектрах зір і Сонця і надійно підтверджено в експерименті Паунда і Ребки.

Гравітаційне уповільнення часу тягне за собою ще один ефект, названий ефектом Шапіро (також відомий як гравітаційна затримка сигналу). Через цей ефект у полі тяжіння електромагнітні сигнали йдуть довше, ніж за відсутності цього поля. Це явище виявлено під час радіолокації планет Сонячної системи, при зв'язку з космічними апаратами, що проходять позаду Сонця, а також при спостереженні сигналів від подвійних пульсарів.

Гравітаційне відхилення світла

Докладніше: Гравітаційне відхилення світла
image
Найвідоміша рання перевірка ЗТВ стала можливою завдяки повному сонячному затемненню 1919 року. Артур Еддінгтон показав, що світло від зорі викривлялося поблизу Сонця відповідно до передбачень ЗТВ

Викривлення шляху світла відбувається в будь-якій прискореній системі відліку. Детальний вигляд спостережуваної траєкторії і гравітаційні ефекти лінзування залежать, проте, від кривизни простору-часу. Ейнштейн вперше обчислив відхилення променя світла в гравітаційному полі в 1907 році, залишаючись у рамках СТВ і застосувавши локальний принцип еквівалентності; кривина траєкторії виявилася такою ж, яка передбачалася класичною механікою для частинок, що рухаються зі швидкістю світла. Лише в 1916 році Ейнштейн виявив, що кутовий зсув напрямку поширення світла в ЗТВ в два рази більший, ніж у ньютонівській теорії. Таким чином, це передбачення стало ще одним способом перевірки ЗТВ.

Від 1919 року дане явище підтверджено астрономічними спостереженнями зір у процесі затемнень Сонця, а також радіоінтерферометричними спостереженнями квазарів, що проходять поблизу Сонця під час його шляху по екліптиці.

Під дією величезної маси Сонця вигляд небесної сфери спотворюється не тільки поблизу нього, але й на великих кутових віддаленнях, хоча й меншою мірою. Точні астрометричні спостереження положень зірок супутника Гіппаркос підтвердили ефект. Супутник виконав 3,5 млн вимірювань положення зірок з типовою похибкою 3 тисячних кутової секунди (міліарксекунд, mas). При вимірюваннях з такою точністю стає істотним навіть гравітаційне відхилення Сонцем світла зірки, розташованої на небесній сфері на 90° від Сонця; в такому «квадратурному» положенні це відхилення дорівнює 4,07 mas. Внаслідок річного руху Сонця по небесній сфері відхилення зір змінюються, що дозволяє досліджувати залежність відхилення від взаємного положення Сонця і зорі. Середньоквадратична похибка вимірювання гравітаційного відхилення, усередненого за всіма вимірами, склала 0,0016 mas, хоча систематичні похибки погіршують точність, з якою вимірювання узгоджуються з передбаченнями ЗТВ, до 0,3 %.

Гравітаційне лінзування відбувається, коли один віддалений масивний об'єкт міститься поблизу або безпосередньо на лінії, що з'єднує спостерігача з іншим об'єктом, значно віддаленішим. У цьому випадку викривлення траєкторії світла ближчою масою призводить до спотворення форми віддаленого об'єкта, яке за малої роздільності спостереження приводить, переважно, до збільшення сукупної яскравості віддаленого об'єкта, тому це явище було названо лінзуванням. Першим прикладом гравітаційного лінзування стало отримання в 1979 році двох близьких зображень одного й того ж квазара A, B (z = 1,4) англійськими астрономами Д. Волшем і ін. «Коли з'ясувалося, що обидва квазари змінюють свій блиск в унісон, астрономи зрозуміли, що насправді це два зображення квазара, спричинені ефектом гравітаційної лінзи. Незабаром знайшли й саму лінзу — далеку галактику (z=0,36), що лежить між Землею і квазаром». Відтоді було знайдено багато інших прикладів віддалених галактик і квазарів, яких торкається гравітаційне лінзування. Наприклад, відомий так званий Хрест Ейнштейна, коли галактика утворює 4 зображення далекого квазара у вигляді хреста.

Особливий тип гравітаційного лінзування називається кільцем або дугою Ейнштейна. Кільце Ейнштейна виникає, коли досліджуваний об'єкт розташований безпосередньо позаду іншого об'єкта зі сферично-симетричним полем тяжіння. У цьому випадку світло від більш віддаленого об'єкта спостерігається як кільце навколо ближчого об'єкта. Якщо віддалений об'єкт буде трохи зміщений в один бік і/або поле тяжіння не сферично-симетричне, то замість цього з'являться часткові кільця, що називаються дугами.

Нарешті, у будь-якої зорі може збільшуватися яскравість, коли перед нею проходить компактний масивний об'єкт. У цьому випадку збільшені і спотворені через гравітаційне відхилення світла зображення далекої зорі не можуть бути розділені (вони розташовані дуже близько одне від одного) і спостерігається просто підвищення яскравості зорі. Цей ефект називають мікролінзуванням, і він спостерігається тепер регулярно в рамках проєктів, які вивчають невидимі тіла нашої Галактики на основі гравітаційного мікролінзування світла від зір — , [en] та інші.

Чорні діри

image
Малюнок художника: акреційний диск гарячої плазми, що обертається навколо чорної діри

Чорна діра — область, обмежена так званим горизонтом подій, яку не може покинути ні матерія, ні інформація. Передбачається, що такі області можуть утворюватися, зокрема, як результат колапсу масивних зірок. Оскільки матерія може потрапляти в чорну діру (наприклад, з міжзоряного середовища), але не може її залишати, маса чорної діри з часом може тільки зростати.

Стівен Гокінг, проте, показав, що чорні діри можуть втрачати масу за рахунок випромінення, названого випромінювання Гокінга. Випромінювання Гокінга являє собою квантовий ефект, який не порушує класичної ЗТВ.

Відомо багато кандидатів у чорні діри, зокрема надмасивний об'єкт, пов'язаний з радіоджерелом Стрілець A* в центрі нашої Галактики. Більшість учених переконані, що спостережувані астрономічні явища, пов'язані з цим та іншими подібними об'єктами, надійно підтверджують існування чорних дір, однак існують й інші пояснення: наприклад, замість чорних дір пропонуються бозонні зорі й інші екзотичні об'єкти.

Орбітальні ефекти

ЗТВ коригує передбачення ньютонівської теорії небесної механіки щодо динаміки гравітаційно зв'язаних систем: Сонячна система, подвійні зорі тощо.

Перший ефект ЗТВ полягав у тому, що перигелії всіх планетних орбіт будуть прецесувати, оскільки гравітаційний потенціал Ньютона буде мати малу добавку, що приводить до формування незамкнутих орбіт. Це передбачення було першим підтвердженням ЗТВ, оскільки величина прецесії, виведена Ейнштейном у 1916 році, повністю збіглася з аномальною прецесією перигелію Меркурія. Таким чином розв'язано відому на той час проблему небесної механіки.

Пізніше релятивістська прецесія перигелію спостерігалася також у Венери, Землі, і як сильніший ефект у системі подвійного пульсара. За відкриття першого подвійного пульсара в 1974 році і дослідження еволюції його орбітального руху, в якій проявляються релятивістські ефекти, Р. Галс і Д. Тейлор в 1993 році отримали Нобелівську премію з фізики.

Другий ефект — змінення орбіти, пов'язане з гравітаційним випромінюванням подвійної (і більше кратної) системи тіл. Цей ефект спостерігається в системах з близько розташованими зорями і полягає в зменшенні періоду обертання. Він грає важливу роль в еволюції близьких подвійних і кратних зірок. Ефект вперше спостерігався у вищезгаданій системі і з точністю до 0,2 % збігся з прогнозами ЗТВ.

Ще один ефект — геодезична прецесія. Вона являє собою прецесію полюсів обертового об'єкта через ефекти паралельного перенесення в криволінійному просторі-часі. Цей ефект відсутній у ньютонівській теорії тяжіння. Пророкування геодезичної прецесії перевірено в експерименті з зондом НАСА «Гревіті Проуб Бі» (). Керівник досліджень даних, отриманих зондом, [en] на пленарному засіданні Американського фізичного товариства 14 квітня 2007 року заявив, що аналіз даних гіроскопів дозволив підтвердити передбачену Ейнштейном геодезичну прецесію з точністю краще 1 %. У травні 2011 опубліковано остаточні підсумки обробки цих даних: геодезична прецесія становила −6601,8 ± 18,3 mas/рік, що в межах похибки експерименту збігається з передбаченим ЗТВ значенням −6606,1 mas/рік. Цей ефект раніше перевірено також спостереженнями зсуву орбіт геодезичних супутників LAGEOS і LAGEOS-2 і повороту осі обертання пульсара ; у межах похибок відхилення від теоретичних передбачень ЗТВ не виявлено.

Захоплення інерціальних систем відліку

Захоплення інерціальних систем відліку обертовим тілом полягає в тому, що обертовий масивний об'єкт «тягне» простір-час у напрямку свого обертання: віддалений спостерігач у спокої відносно центра мас обертового тіла виявить, що найшвидшим годинником, тобто нерухомим відносно , на фіксованій відстані від об'єкта є годинник, що має компоненту руху навколо обертового об'єкта в напрямку обертання, а не той, що перебуває у спокої відносно спостерігача, як це відбувається для необертового масивного об'єкта. Так само віддалений спостерігач встановить, що світло рухається швидше в напрямку обертання об'єкта, ніж проти його обертання. Захоплення інерціальних систем відліку також викличе зміну орієнтації гіроскопа в часі. Для космічного корабля на полярній орбіті напрямок цього ефекту перпендикулярний до геодезичної прецесії, згаданої .

Оскільки ефект захоплення інерціальних систем відліку в 170 разів слабкший від ефекту геодезичної прецесії, стенфордські вчені протягом 5 років витягували його «відбитки» з інформації, отриманої на спеціально запущеному з метою вимірювання цього ефекту супутнику «». В травні 2011 року оголошено остаточні підсумки місії: вимірювана величина захоплення склала −37,2 ± 7,2 mas/рік, що в межах точності збігається з прогнозом ЗТВ: −39,2 mas/год.

Інші передбачення

  • Еквівалентність інерційної і гравітаційної маси: наслідок того, що вільне падіння — рух за інерцією.
  • Гравітаційне випромінювання: орбітальний рух будь-яких гравітаційно зв'язаних систем (зокрема, тісних пар компактних зір — білих карликів, нейтронних зір, чорних дір), а також процеси злиття нейтронних зір і/або чорних дір, як очікується, повинні супроводжуватися випромінюванням гравітаційних хвиль.
    • Є непрямі докази існування гравітаційного випромінювання у вигляді вимірювань темпу втрати енергії орбітального обертання подвійних пульсарів. Ефект вперше спостерігався у вищезгаданій системі і з точністю до 0,2 % збігся з прогнозами ЗТВ.
    • Злиття подвійних пульсарів і інших пар компактних зір створює гравітаційні хвилі, досить сильні, щоб спостерігатися на Землі. На 2018 рік існує (чи планується найближчим часом до будівництва) кілька гравітаційних телескопів, для спостереження подібних хвиль. Безпосередня реєстрація гравітаційних хвиль — сигнал злиття двох чорних дір зоряної маси з амплітудою в максимумі близько 10−21 — відбулася вперше 14 вересня 2015 року. На жовтень 2017 року виявлено п'ять таких подій (і одну подію-кандидата). Ці події вперше дозволили безпосередньо перевірити ЗТВ у сильних полях.
    • Тільки зміна квадрупольного моменту або вищих мультипольних моментів розподілу мас системи призводить до гравітаційного випромінювання. Дипольне і монопольне гравітаційне випромінювання заборонені згідно з передбаченнями ЗТВ.

Примітки

  1. Эйнштейн А. О принципе относительности и его следствиях[недоступне посилання] // Собрание научных трудов. Т. 1. — М.: Наука, 1965. — С. 65—114.
  2. Hafele J., Keating R. Around the world atomic clocks:predicted relativistic time gains // Science. — . — Vol. 177, no. 4044. — P. 166—168. — DOI:10.1126/science.177.4044.166. Процитовано 2006-09-18.
  3. Pound R. V., Rebka Jr. G. A. Gravitational Red-Shift in Nuclear Resonance // Physical Review Letters. — 1959. — Vol. 3, no. 9 (16 June). — P. 439—441.
  4. Pound R. V., Rebka Jr. G. A. Apparent weight of photons // Physical Review Letters. — 1960. — Vol. 4, no. 7 (16 June). — P. 337—341.
  5. Pound R. V., Snider J. L. Effect of Gravity on Nuclear Resonance // Physical Review Letters. — 1964. — Vol. 13, no. 18 (16 June). — P. 539—540.
  6. Shapiro I. I. Fourth test of general relativity // Physical Review Letters. — 1964. — Vol. 13, no. 26 (16 June). — P. 789—791. Процитовано 2006-09-18.
  7. Shapiro I. I. et al. Fourth test of general relativity:preliminary results // Physical Review Letters. — 1968. — Vol. 20, no. 22 (16 June). — P. 1265—1269. — DOI:10.1103/PhysRevLett.20.1265. Процитовано 2006-09-18.
  8. Albert Einstein. The Foundation of the General Theory of Relativity // Annalen der Physik. — 1916. — 16 червня. з джерела 6 лютого 2012. Процитовано 2006-09-03. (Русский перевод в сборнике: Альберт Эйнштейн и теория гравитации: Сборник статей / Под ред. Е. Куранского. — М. : Мир, 1979. — С. 146—196.).
  9. Эйнштейн А. Основы общей теории относительности // Собрание научных трудов в 4 томах. Том 1. — М.: Наука, 1965. — С. 503.
  10. Hans C. Ohanian, Remo Ruffini. 4.3 // Gravitation and Spacetime. — 2nd ed. — W. W. Norton & Company, 1994. — P. 188—196. — .
  11. Froeschlé M., Mignard F., Arenou F. Determination of the PPN Parameter gamma with the Hipparcos data, Proceedings of the ESA Symposium «Hipparcos — Venice 97», 13-16 May, Venice, Italy, ESA SP-402 (July 1997), p. 49-52.
  12. Schneider P., Ehlers J., Falco E. E. Gravitational Lenses. — New York : Springer-Verlag, 1992.
  13. Сурдин В. Г. Гравитационная линза. Астронет. Процитовано 18 грудня 2013.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url ()
  14. Alcock C. et al. (The MACHO Collaboration). The MACHO Project: Microlensing Results from 5.7 Years of Large Magellanic Cloud Observations // . — 2000. — Vol. 542 (16 June). — P. 281—307. — arXiv:astro-ph/0001272. — DOI:10.1086/309512.
  15. Stephen Hawking. Particle creation by black holes // Communications in Mathematical Physics. — 1975. — Vol. 43, no. 3 (16 June). — P. 199—220. Процитовано 2006-09-17.
  16. См.: Физика за горизонтом событий, а также последний обзор по бозонным звёздам:

    Schunck F. E., Mielke E. W. General relativistic boson stars // Classical and Quantum Gravity. — 2003. — Vol. 20, no. 20 (16 June). — P. R301—R356. Процитовано 2007-05-17.
  17. Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия от Леверье до Эйнштейна. — М. : Мир, 1985. — 244 с. з джерела 25 червня 2020
  18. Богородский А. Ф. Глава II // Всемирное тяготение. — Киев : Наукова думка, 1971. — 352 с.
  19. Will C.M. Chapter 2 // General Relativity, an Einstein Century Survey / Hawking S.W. and Israel W., eds. — Cambridge : Cambridge University Press, 1979.
  20. Нобелевские лауреаты по физике за 1993 год
  21. Масевич А. Г., Тутуков А. В. Эволюция звёзд: теория и наблюдения. — М. : Наука, 1988. — 280 с. — .
  22. См. пресс-релиз(англ.)
  23. . 1 травня 2011. Архів оригіналу за 20 травня 2012. Процитовано 6 травня 2011.
  24. Sexl R. U. Monopole gravitational radiation // Physics Lett.. — 1966. — Т. 20, № 376 (16 червня). — DOI:10.1016/0031-9163(66)90748-7.
  25. Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике / Пер. с англ. — М. : Энергоатомиздат, 1985. — С. 200.

Література

  • Иваницкая О.С.. Лоренцев базис и гравитационные эффекты в эйнштейновой теории тяготения. — Минск : Наука и техника, 1979. — 334 с.
  • Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна. — М. : Мир, 1985.
  • Турышев С. Г. Экспериментальные проверки общей теории относительности: недавние успехи и будущие направления исследований. — Успехи физических наук. — 2009. — № 79. — С. 3—34.
  • Уилл К. Теория и эксперимент в гравитационной физике / Пер. с англ. — М. : Энергоатомиздат, 1985.

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

Zagalna teoriya vidnosnosti peredbachaye bagato efektiv V pershu chergu dlya slabkih gravitacijnih poliv i povilno ruhomih til vona vidtvoryuye peredbachennya nyutonovoyi teoriyi tyazhinnya yak ce maye buti zgidno z principom vidpovidnosti Efekti sho specifichno vidriznyayut yiyi proyavlyayutsya v silnih polyah napriklad u kompaktnih astrofizichnih ob yektah ta abo dlya relyativistskih til i ob yektiv napriklad vidhilennya svitla U vipadku slabkih poliv zagalna teoriya vidnosnosti peredbachaye tilki slabki popravochni efekti yaki odnak vzhe vimiryani v razi Sonyachnoyi sistemi z tochnistyu do chastki vidsotka i rutinnim chinom vrahovuyutsya u programah kosmichnoyi navigaciyi ta astronomichnih sposterezhennyah Efekti pov yazani z priskorennyam sistem vidlikuVpershe vpliv priskorennya na sistemi vidliku opisav Ejnshtejn she v 1907 roci u ramkah specialnoyi teoriyi vidnosnosti Takim chinom deyaki z opisuvanih nizhche efektiv prisutni i v nij a ne tilki v ZTV Odnak yih povnij opis uzgodzhuyetsya z eksperimentom sho mozhlivo lishe v ramkah zagalnoyi teoriyi vidnosnosti napriklad vidhilennya promenya svitla v gravitacijnomu poli obchislene v ramkah STV daye vdvichi menshij rezultat nizh v ZTV i v sposterezhennyah Pershij z cih efektiv cherez yake bud yaki godinniki jtimut tim povilnishe chim glibshe v gravitacijnij yami blizhche do gravituyuchogo tila voni roztashovani Cej efekt bezposeredno pidtverdzheno v eksperimenti Hafele Kitinga i vrahovuyetsya v sistemah suputnikovoyi navigaciyi GPS GLONASS Galileo Vidsutnist takogo vrahuvannya prizvela b do vidhodu na desyatki mikrosekund na dobu tobto do vtrati tochnosti poziciyuvannya sho vimiryuyetsya kilometrami na den Bezposeredno pov yazanij z cim efekt gravitacijne chervone zmishennya svitla Pid cim efektom rozumiyut zmenshennya chastoti svitla vidnosno lokalnogo godinnika vidpovidno zmishennya linij spektra do chervonogo kincya spektra vidnosno lokalnih masshtabiv pri poshirenni svitla z gravitacijnoyi yami nazovni z oblasti z menshim gravitacijnim potencialom v oblast z bilshim potencialom Gravitacijne chervone zmishennya viyavleno v spektrah zir i Soncya i nadijno pidtverdzheno v eksperimenti Paunda i Rebki Gravitacijne upovilnennya chasu tyagne za soboyu she odin efekt nazvanij efektom Shapiro takozh vidomij yak gravitacijna zatrimka signalu Cherez cej efekt u poli tyazhinnya elektromagnitni signali jdut dovshe nizh za vidsutnosti cogo polya Ce yavishe viyavleno pid chas radiolokaciyi planet Sonyachnoyi sistemi pri zv yazku z kosmichnimi aparatami sho prohodyat pozadu Soncya a takozh pri sposterezhenni signaliv vid podvijnih pulsariv Gravitacijne vidhilennya svitlaDokladnishe Gravitacijne vidhilennya svitla Najvidomisha rannya perevirka ZTV stala mozhlivoyu zavdyaki povnomu sonyachnomu zatemnennyu 1919 roku Artur Eddington pokazav sho svitlo vid zori vikrivlyalosya poblizu Soncya vidpovidno do peredbachen ZTV Vikrivlennya shlyahu svitla vidbuvayetsya v bud yakij priskorenij sistemi vidliku Detalnij viglyad sposterezhuvanoyi trayektoriyi i gravitacijni efekti linzuvannya zalezhat prote vid krivizni prostoru chasu Ejnshtejn vpershe obchisliv vidhilennya promenya svitla v gravitacijnomu poli v 1907 roci zalishayuchis u ramkah STV i zastosuvavshi lokalnij princip ekvivalentnosti krivina trayektoriyi viyavilasya takoyu zh yaka peredbachalasya klasichnoyu mehanikoyu dlya chastinok sho ruhayutsya zi shvidkistyu svitla Lishe v 1916 roci Ejnshtejn viyaviv sho kutovij zsuv napryamku poshirennya svitla v ZTV v dva razi bilshij nizh u nyutonivskij teoriyi Takim chinom ce peredbachennya stalo she odnim sposobom perevirki ZTV Vid 1919 roku dane yavishe pidtverdzheno astronomichnimi sposterezhennyami zir u procesi zatemnen Soncya a takozh radiointerferometrichnimi sposterezhennyami kvazariv sho prohodyat poblizu Soncya pid chas jogo shlyahu po ekliptici Pid diyeyu velicheznoyi masi Soncya viglyad nebesnoyi sferi spotvoryuyetsya ne tilki poblizu nogo ale j na velikih kutovih viddalennyah hocha j menshoyu miroyu Tochni astrometrichni sposterezhennya polozhen zirok suputnika Gipparkos pidtverdili efekt Suputnik vikonav 3 5 mln vimiryuvan polozhennya zirok z tipovoyu pohibkoyu 3 tisyachnih kutovoyi sekundi miliarksekund mas Pri vimiryuvannyah z takoyu tochnistyu staye istotnim navit gravitacijne vidhilennya Soncem svitla zirki roztashovanoyi na nebesnij sferi na 90 vid Soncya v takomu kvadraturnomu polozhenni ce vidhilennya dorivnyuye 4 07 mas Vnaslidok richnogo ruhu Soncya po nebesnij sferi vidhilennya zir zminyuyutsya sho dozvolyaye doslidzhuvati zalezhnist vidhilennya vid vzayemnogo polozhennya Soncya i zori Serednokvadratichna pohibka vimiryuvannya gravitacijnogo vidhilennya userednenogo za vsima vimirami sklala 0 0016 mas hocha sistematichni pohibki pogirshuyut tochnist z yakoyu vimiryuvannya uzgodzhuyutsya z peredbachennyami ZTV do 0 3 Gravitacijne linzuvannya vidbuvayetsya koli odin viddalenij masivnij ob yekt mistitsya poblizu abo bezposeredno na liniyi sho z yednuye sposterigacha z inshim ob yektom znachno viddalenishim U comu vipadku vikrivlennya trayektoriyi svitla blizhchoyu masoyu prizvodit do spotvorennya formi viddalenogo ob yekta yake za maloyi rozdilnosti sposterezhennya privodit perevazhno do zbilshennya sukupnoyi yaskravosti viddalenogo ob yekta tomu ce yavishe bulo nazvano linzuvannyam Pershim prikladom gravitacijnogo linzuvannya stalo otrimannya v 1979 roci dvoh blizkih zobrazhen odnogo j togo zh kvazara A B z 1 4 anglijskimi astronomami D Volshem i in Koli z yasuvalosya sho obidva kvazari zminyuyut svij blisk v unison astronomi zrozumili sho naspravdi ce dva zobrazhennya kvazara sprichineni efektom gravitacijnoyi linzi Nezabarom znajshli j samu linzu daleku galaktiku z 0 36 sho lezhit mizh Zemleyu i kvazarom Vidtodi bulo znajdeno bagato inshih prikladiv viddalenih galaktik i kvazariv yakih torkayetsya gravitacijne linzuvannya Napriklad vidomij tak zvanij Hrest Ejnshtejna koli galaktika utvoryuye 4 zobrazhennya dalekogo kvazara u viglyadi hresta Osoblivij tip gravitacijnogo linzuvannya nazivayetsya kilcem abo dugoyu Ejnshtejna Kilce Ejnshtejna vinikaye koli doslidzhuvanij ob yekt roztashovanij bezposeredno pozadu inshogo ob yekta zi sferichno simetrichnim polem tyazhinnya U comu vipadku svitlo vid bilsh viddalenogo ob yekta sposterigayetsya yak kilce navkolo blizhchogo ob yekta Yaksho viddalenij ob yekt bude trohi zmishenij v odin bik i abo pole tyazhinnya ne sferichno simetrichne to zamist cogo z yavlyatsya chastkovi kilcya sho nazivayutsya dugami Nareshti u bud yakoyi zori mozhe zbilshuvatisya yaskravist koli pered neyu prohodit kompaktnij masivnij ob yekt U comu vipadku zbilsheni i spotvoreni cherez gravitacijne vidhilennya svitla zobrazhennya dalekoyi zori ne mozhut buti rozdileni voni roztashovani duzhe blizko odne vid odnogo i sposterigayetsya prosto pidvishennya yaskravosti zori Cej efekt nazivayut mikrolinzuvannyam i vin sposterigayetsya teper regulyarno v ramkah proyektiv yaki vivchayut nevidimi tila nashoyi Galaktiki na osnovi gravitacijnogo mikrolinzuvannya svitla vid zir en ta inshi Chorni diriMalyunok hudozhnika akrecijnij disk garyachoyi plazmi sho obertayetsya navkolo chornoyi diri Chorna dira oblast obmezhena tak zvanim gorizontom podij yaku ne mozhe pokinuti ni materiya ni informaciya Peredbachayetsya sho taki oblasti mozhut utvoryuvatisya zokrema yak rezultat kolapsu masivnih zirok Oskilki materiya mozhe potraplyati v chornu diru napriklad z mizhzoryanogo seredovisha ale ne mozhe yiyi zalishati masa chornoyi diri z chasom mozhe tilki zrostati Stiven Goking prote pokazav sho chorni diri mozhut vtrachati masu za rahunok viprominennya nazvanogo viprominyuvannya Gokinga Viprominyuvannya Gokinga yavlyaye soboyu kvantovij efekt yakij ne porushuye klasichnoyi ZTV Vidomo bagato kandidativ u chorni diri zokrema nadmasivnij ob yekt pov yazanij z radiodzherelom Strilec A v centri nashoyi Galaktiki Bilshist uchenih perekonani sho sposterezhuvani astronomichni yavisha pov yazani z cim ta inshimi podibnimi ob yektami nadijno pidtverdzhuyut isnuvannya chornih dir odnak isnuyut j inshi poyasnennya napriklad zamist chornih dir proponuyutsya bozonni zori j inshi ekzotichni ob yekti Orbitalni efektiZTV koriguye peredbachennya nyutonivskoyi teoriyi nebesnoyi mehaniki shodo dinamiki gravitacijno zv yazanih sistem Sonyachna sistema podvijni zori tosho Pershij efekt ZTV polyagav u tomu sho perigeliyi vsih planetnih orbit budut precesuvati oskilki gravitacijnij potencial Nyutona bude mati malu dobavku sho privodit do formuvannya nezamknutih orbit Ce peredbachennya bulo pershim pidtverdzhennyam ZTV oskilki velichina precesiyi vivedena Ejnshtejnom u 1916 roci povnistyu zbiglasya z anomalnoyu precesiyeyu perigeliyu Merkuriya Takim chinom rozv yazano vidomu na toj chas problemu nebesnoyi mehaniki Piznishe relyativistska precesiya perigeliyu sposterigalasya takozh u Veneri Zemli i yak silnishij efekt u sistemi podvijnogo pulsara Za vidkrittya pershogo podvijnogo pulsara PSR B1913 16 v 1974 roci i doslidzhennya evolyuciyi jogo orbitalnogo ruhu v yakij proyavlyayutsya relyativistski efekti R Gals i D Tejlor v 1993 roci otrimali Nobelivsku premiyu z fiziki Drugij efekt zminennya orbiti pov yazane z gravitacijnim viprominyuvannyam podvijnoyi i bilshe kratnoyi sistemi til Cej efekt sposterigayetsya v sistemah z blizko roztashovanimi zoryami i polyagaye v zmenshenni periodu obertannya Vin graye vazhlivu rol v evolyuciyi blizkih podvijnih i kratnih zirok Efekt vpershe sposterigavsya u vishezgadanij sistemi PSR B1913 16 i z tochnistyu do 0 2 zbigsya z prognozami ZTV She odin efekt geodezichna precesiya Vona yavlyaye soboyu precesiyu polyusiv obertovogo ob yekta cherez efekti paralelnogo perenesennya v krivolinijnomu prostori chasi Cej efekt vidsutnij u nyutonivskij teoriyi tyazhinnya Prorokuvannya geodezichnoyi precesiyi perevireno v eksperimenti z zondom NASA Greviti Proub Bi Kerivnik doslidzhen danih otrimanih zondom en na plenarnomu zasidanni Amerikanskogo fizichnogo tovaristva 14 kvitnya 2007 roku zayaviv sho analiz danih giroskopiv dozvoliv pidtverditi peredbachenu Ejnshtejnom geodezichnu precesiyu z tochnistyu krashe 1 U travni 2011 opublikovano ostatochni pidsumki obrobki cih danih geodezichna precesiya stanovila 6601 8 18 3 mas rik sho v mezhah pohibki eksperimentu zbigayetsya z peredbachenim ZTV znachennyam 6606 1 mas rik Cej efekt ranishe perevireno takozh sposterezhennyami zsuvu orbit geodezichnih suputnikiv LAGEOS i LAGEOS 2 i povorotu osi obertannya pulsara PSR B1913 16 u mezhah pohibok vidhilennya vid teoretichnih peredbachen ZTV ne viyavleno Zahoplennya inercialnih sistem vidlikuZahoplennya inercialnih sistem vidliku obertovim tilom polyagaye v tomu sho obertovij masivnij ob yekt tyagne prostir chas u napryamku svogo obertannya viddalenij sposterigach u spokoyi vidnosno centra mas obertovogo tila viyavit sho najshvidshim godinnikom tobto neruhomim vidnosno na fiksovanij vidstani vid ob yekta ye godinnik sho maye komponentu ruhu navkolo obertovogo ob yekta v napryamku obertannya a ne toj sho perebuvaye u spokoyi vidnosno sposterigacha yak ce vidbuvayetsya dlya neobertovogo masivnogo ob yekta Tak samo viddalenij sposterigach vstanovit sho svitlo ruhayetsya shvidshe v napryamku obertannya ob yekta nizh proti jogo obertannya Zahoplennya inercialnih sistem vidliku takozh vikliche zminu oriyentaciyi giroskopa v chasi Dlya kosmichnogo korablya na polyarnij orbiti napryamok cogo efektu perpendikulyarnij do geodezichnoyi precesiyi zgadanoyi Oskilki efekt zahoplennya inercialnih sistem vidliku v 170 raziv slabkshij vid efektu geodezichnoyi precesiyi stenfordski vcheni protyagom 5 rokiv vityaguvali jogo vidbitki z informaciyi otrimanoyi na specialno zapushenomu z metoyu vimiryuvannya cogo efektu suputniku V travni 2011 roku ogolosheno ostatochni pidsumki misiyi vimiryuvana velichina zahoplennya sklala 37 2 7 2 mas rik sho v mezhah tochnosti zbigayetsya z prognozom ZTV 39 2 mas god Inshi peredbachennyaEkvivalentnist inercijnoyi i gravitacijnoyi masi naslidok togo sho vilne padinnya ruh za inerciyeyu Princip ekvivalentnosti navit samogravituyuchij ob yekt vidguknetsya na zovnishnye pole tyazhinnya toyu zh miroyu sho j testova chastinka porushuyetsya v alternativnih teoriyah gravitaciyi Gravitacijne viprominyuvannya orbitalnij ruh bud yakih gravitacijno zv yazanih sistem zokrema tisnih par kompaktnih zir bilih karlikiv nejtronnih zir chornih dir a takozh procesi zlittya nejtronnih zir i abo chornih dir yak ochikuyetsya povinni suprovodzhuvatisya viprominyuvannyam gravitacijnih hvil Ye nepryami dokazi isnuvannya gravitacijnogo viprominyuvannya u viglyadi vimiryuvan tempu vtrati energiyi orbitalnogo obertannya podvijnih pulsariv Efekt vpershe sposterigavsya u vishezgadanij sistemi PSR B1913 16 i z tochnistyu do 0 2 zbigsya z prognozami ZTV Zlittya podvijnih pulsariv i inshih par kompaktnih zir stvoryuye gravitacijni hvili dosit silni shob sposterigatisya na Zemli Na 2018 rik isnuye chi planuyetsya najblizhchim chasom do budivnictva kilka gravitacijnih teleskopiv dlya sposterezhennya podibnih hvil Bezposerednya reyestraciya gravitacijnih hvil signal zlittya dvoh chornih dir zoryanoyi masi z amplitudoyu v maksimumi blizko 10 21 vidbulasya vpershe 14 veresnya 2015 roku Na zhovten 2017 roku viyavleno p yat takih podij i odnu podiyu kandidata Ci podiyi vpershe dozvolili bezposeredno pereviriti ZTV u silnih polyah Tilki zmina kvadrupolnogo momentu abo vishih multipolnih momentiv rozpodilu mas sistemi prizvodit do gravitacijnogo viprominyuvannya Dipolne i monopolne gravitacijne viprominyuvannya zaboroneni zgidno z peredbachennyami ZTV PrimitkiEjnshtejn A O principe otnositelnosti i ego sledstviyah nedostupne posilannya Sobranie nauchnyh trudov T 1 M Nauka 1965 S 65 114 Hafele J Keating R Around the world atomic clocks predicted relativistic time gains Science Vol 177 no 4044 P 166 168 DOI 10 1126 science 177 4044 166 Procitovano 2006 09 18 Pound R V Rebka Jr G A Gravitational Red Shift in Nuclear Resonance Physical Review Letters 1959 Vol 3 no 9 16 June P 439 441 Pound R V Rebka Jr G A Apparent weight of photons Physical Review Letters 1960 Vol 4 no 7 16 June P 337 341 Pound R V Snider J L Effect of Gravity on Nuclear Resonance Physical Review Letters 1964 Vol 13 no 18 16 June P 539 540 Shapiro I I Fourth test of general relativity Physical Review Letters 1964 Vol 13 no 26 16 June P 789 791 Procitovano 2006 09 18 Shapiro I I et al Fourth test of general relativity preliminary results Physical Review Letters 1968 Vol 20 no 22 16 June P 1265 1269 DOI 10 1103 PhysRevLett 20 1265 Procitovano 2006 09 18 Albert Einstein The Foundation of the General Theory of Relativity Annalen der Physik 1916 16 chervnya z dzherela 6 lyutogo 2012 Procitovano 2006 09 03 Russkij perevod v sbornike Albert Ejnshtejn i teoriya gravitacii Sbornik statej Pod red E Kuranskogo M Mir 1979 S 146 196 Ejnshtejn A Osnovy obshej teorii otnositelnosti Sobranie nauchnyh trudov v 4 tomah Tom 1 M Nauka 1965 S 503 Hans C Ohanian Remo Ruffini 4 3 Gravitation and Spacetime 2nd ed W W Norton amp Company 1994 P 188 196 ISBN 0 393 96501 5 Froeschle M Mignard F Arenou F Determination of the PPN Parameter gamma with the Hipparcos data Proceedings of the ESA Symposium Hipparcos Venice 97 13 16 May Venice Italy ESA SP 402 July 1997 p 49 52 Schneider P Ehlers J Falco E E Gravitational Lenses New York Springer Verlag 1992 Surdin V G Gravitacionnaya linza Astronet Procitovano 18 grudnya 2013 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 Storinki z parametrom url status ale bez parametra archive url posilannya Alcock C et al The MACHO Collaboration The MACHO Project Microlensing Results from 5 7 Years of Large Magellanic Cloud Observations 2000 Vol 542 16 June P 281 307 arXiv astro ph 0001272 DOI 10 1086 309512 Stephen Hawking Particle creation by black holes Communications in Mathematical Physics 1975 Vol 43 no 3 16 June P 199 220 Procitovano 2006 09 17 Sm Fizika za gorizontom sobytij a takzhe poslednij obzor po bozonnym zvyozdam Schunck F E Mielke E W General relativistic boson stars Classical and Quantum Gravity 2003 Vol 20 no 20 16 June P R301 R356 Procitovano 2007 05 17 Rouzver N T Perigelij Merkuriya ot Levere do Ejnshtejna M Mir 1985 244 s z dzherela 25 chervnya 2020 Bogorodskij A F Glava II Vsemirnoe tyagotenie Kiev Naukova dumka 1971 352 s Will C M Chapter 2 General Relativity an Einstein Century Survey Hawking S W and Israel W eds Cambridge Cambridge University Press 1979 Nobelevskie laureaty po fizike za 1993 god Masevich A G Tutukov A V Evolyuciya zvyozd teoriya i nablyudeniya M Nauka 1988 280 s ISBN 5 02 013861 4 Sm press reliz angl 1 travnya 2011 Arhiv originalu za 20 travnya 2012 Procitovano 6 travnya 2011 Sexl R U Monopole gravitational radiation Physics Lett 1966 T 20 376 16 chervnya DOI 10 1016 0031 9163 66 90748 7 Uill K Teoriya i eksperiment v gravitacionnoj fizike Per s angl M Energoatomizdat 1985 S 200 LiteraturaIvanickaya O S Lorencev bazis i gravitacionnye effekty v ejnshtejnovoj teorii tyagoteniya Minsk Nauka i tehnika 1979 334 s Rouzver N T Perigelij Merkuriya Ot Levere do Ejnshtejna M Mir 1985 Turyshev S G Eksperimentalnye proverki obshej teorii otnositelnosti nedavnie uspehi i budushie napravleniya issledovanij Uspehi fizicheskih nauk 2009 79 S 3 34 Uill K Teoriya i eksperiment v gravitacionnoj fizike Per s angl M Energoatomizdat 1985

Дата публікації:
Топ