wd wp Пошук: ⬜

Эфект Шапіра

Эфект Шапіра (таксама вядомы як гравітацыйная затрымка сігналу) — адзін з эфектаў агульнай тэорыі адноснасці, абумоўлены гравітацыйным запаволеннем часу [en]. З-за гэтага эфекту ў полі прыцягнення электрамагнітныя сігналы ідуць даўжэй, чым пры адсутнасці гэтага поля.

Гісторыя адкрыцця

Упершыню эфект быў адзначаны ў 1964 годзе амерыканскім астрафізікам Ірвінам Шапіра. Шапіра прапанаваў эксперымент, у ходзе якога радыёхвалі адбіваліся ад паверхні Венеры і Меркурыя і вярталіся на Зямлю. Вылічэнні Шапіра прадказвалі, што пры некаторым размяшчэнні Зямлі, Сонца і Венеры чаканы час затрымкі сігналу ў выніку ўзаемадзеяння гравітацыйнага поля Сонца будзе больш за 200 мікрасекунд[1].

Першыя эксперыментальныя дадзеныя, атрыманыя ў 1966—1967 гадах у абсерваторыі MIT, супалі з прадказаннямі Шапіра[2]. З тых часоў папраўкі былі пацверджаныя больш дакладнымі эксперыментамі як у Сонечнай сістэме, так і ў кампактных сістэмах падвойных зорак.

Вылічэнне затрымкі

Вылічэнне затрымкі часу для святла ў полі кропкавай масы

Для сігналу, які вандруе вакол кропкавай масы, затрымка можа быць вылічана па наступнай формуле:

Δ t

−

2 G M

log ⁡ ( 1 −

⋅

) .

{\displaystyle \Delta t=-{\frac {2GM}{c^{3}}}\log(1-\mathbf {R} \cdot \mathbf {x} ).}

$\{\displaystyle \Delta t=-\{\frac \{2GM\}\{c^\{3\}\}\}\log(1-\mathbf \{R\} \cdot \mathbf \{x\} ).\}$ Тут

{\displaystyle \mathbf {R} }

$\{\displaystyle \mathbf \{R\} \}$ — гэта адзінкавы вектар, накіраваны ад назіральніка да крыніцы, а

{\displaystyle \mathbf {x} }

$\{\displaystyle \mathbf \{x\} \}$ — адзінкавы вектар, накіраваны ад назіральніка да гравітуючай кропкі масы M.

Формула можа быць перапісана ў іншым выглядзе:

Δ x

−

log ⁡ ( 1 −

⋅

) ,

{\displaystyle \Delta x=-R_{s}\log(1-\mathbf {R} \cdot \mathbf {x} ),}

$\{\displaystyle \Delta x=-R_\{s\}\log(1-\mathbf \{R\} \cdot \mathbf \{x\} ),\}$ дзе Δx — гэта эфектыўнае павелічэнне шляху святла, а

2 G M

{\displaystyle R_{s}={\frac {2GM}{c^{2}}}}

$\{\displaystyle R_\{s\}=\{\frac \{2GM\}\{c^\{2\}\}\}\}$ — радыус Шварцшыльда.

Зноскі

↑ Irwin I. Shapiro (1964). “Fourth Test of General Relativity”. Physical Review Letters 13: 789–791. doi:10.1103/PhysRevLett.13.789.
↑ Irwin I. Shapiro, Gordon H. Pettengill, Michael E. Ash, Melvin L. Stone, William B. Smith, Richard P. Ingalls, and Richard A. Brockelman (1968). “Fourth Test of General Relativity: Preliminary Results”. Physical Review Letters 20: 1265–1269. doi:10.1103/PhysRevLett.20.1265.

Спасылкі

Обнаружена нейтронная звезда очень большой массы Архівавана 9 лістапада 2010. (иллюстрация эффекта Шапиро)

Тэмы гэтай старонкі (1):
Катэгорыя·Рэлятывісцкія і гравітацыйныя з’явы