Эмпирические доказательства общей теории относительности.

Эмпирические доказательства общей теории относительности.

К числу эмпирических доказательств ОТО относятся экспериментальная проверка равенства инертной и гравитационных масс.

1. Важнейшим эмпирическим доказательством ОТО является отклонение луча света в поле Солнца. Из эксперимента было получено, что электромагнитное поле взаимодействует с гравитационным полем. Схема эксперимента приведена на рис.5. Мы точно знаем, когда звезда должна скрываться за Солнцем. Мы измеряем время, когда мы перестаем видеть эту звезду (эти эксперименты проводятся во время полных солнечных затмений), и извлекаем угол отклонения луча света от прямой. Из теории угол отклонения для Солнца равен:

где -- гравитационный радиус Солнца -- прицельный параметр (в данной постановке эксперимента он примерно равен радиусу Солнца).

Из эксперимента с точностью около 0,3% (данные 1984 г.), что полностью соответствует теории.

2. Смещение перигелия планет.

Известно, что планеты двигаются вокруг Солнца по замкнутой эллиптической орбите (если не учитывать влияние других тел - например, Юпитер сильно влияет на своих соседей). Из-за того, что Солнце массивный объект, пространство искривлено, а так как планеты двигаются по эллипсам (то приближаются, то удаляются), то зависимость потенциальной энергии от радиуса нарушается (она переходит в зависимость ) и орбита планеты перестает быть замкнутой.

ОТО предсказывает величину смещения перигелия орбиты. Самым удобным объектом для наблюдения является Меркурий, т.к. он ближе всего к Солнцу. Анализ результатов наблюдений Меркурия показал, что За 100 лет смещение перигелия Меркурия составило , а по теории это смещение равно . Это потрясающая точность.

3. Красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923-26 гг. при изучении Солнца, а в 1925 г. при изучении спутника Сириуса. Все это явилось убедительным подтверждением ОТО.

Красное смещение может возникнуть в следствие одной из следующих причин или их комбинацией:

• гравитационного красного смещения,
• "старения света": взаимодействия фотонов с другими элементарными частицами при движении во вселенной (следствие классической электродинамики и полевой теории элементарных частиц),
• эффекта Доплера,
• расширения вселенной и связанное с ней расширение пространства (следствие ОТО).

Красное смещение - Итог

Гипотеза Большого взрыва по-прежнему остается не доказанным предположением, а идея Стационарной Вселенной нуждается в дальнейшем исследовании. Какая теория возникнет потом - время покажет.

Вселенная не так пуста, как кажется. В ней идут процессы преобразования и переноса энергии (в том числе и теми же электронными нейтрино - не видимыми переносчиками энергии) и физике предстоит понять, описать и объяснить все это.

 

Эмпирические доказательства общей теории относительности.

К числу эмпирических доказательств ОТО относятся экспериментальная проверка равенства инертной и гравитационных масс.

1. Важнейшим эмпирическим доказательством ОТО является отклонение луча света в поле Солнца. Из эксперимента было получено, что электромагнитное поле взаимодействует с гравитационным полем. Схема эксперимента приведена на рис.5. Мы точно знаем, когда звезда должна скрываться за Солнцем. Мы измеряем время, когда мы перестаем видеть эту звезду (эти эксперименты проводятся во время полных солнечных затмений), и извлекаем угол отклонения луча света от прямой. Из теории угол отклонения для Солнца равен:

где -- гравитационный радиус Солнца -- прицельный параметр (в данной постановке эксперимента он примерно равен радиусу Солнца).

Из эксперимента с точностью около 0,3% (данные 1984 г.), что полностью соответствует теории.

2. Смещение перигелия планет.

Известно, что планеты двигаются вокруг Солнца по замкнутой эллиптической орбите (если не учитывать влияние других тел - например, Юпитер сильно влияет на своих соседей). Из-за того, что Солнце массивный объект, пространство искривлено, а так как планеты двигаются по эллипсам (то приближаются, то удаляются), то зависимость потенциальной энергии от радиуса нарушается (она переходит в зависимость ) и орбита планеты перестает быть замкнутой.

ОТО предсказывает величину смещения перигелия орбиты. Самым удобным объектом для наблюдения является Меркурий, т.к. он ближе всего к Солнцу. Анализ результатов наблюдений Меркурия показал, что За 100 лет смещение перигелия Меркурия составило , а по теории это смещение равно . Это потрясающая точность.

3. Красное смещение в спектрах небесных тел было обнаружено в 1923-26 гг. при изучении Солнца, а в 1925 г. при изучении спутника Сириуса. Все это явилось убедительным подтверждением ОТО.

Красное смещение может возникнуть в следствие одной из следующих причин или их комбинацией:

• гравитационного красного смещения,
• "старения света": взаимодействия фотонов с другими элементарными частицами при движении во вселенной (следствие классической электродинамики и полевой теории элементарных частиц),
• эффекта Доплера,
• расширения вселенной и связанное с ней расширение пространства (следствие ОТО).