Экспериментальные подтверждения ОТО

Автор: Agent | 29.04.2017 | 11:11 | В рубриках: Без рубрики

Эффекты, возникающие из-за ускорения систем отсчёта:

  1. Гравитационное замедление времени – чем ближе к гравитационному телу находятся часы, тем медленнее они идут. Подтверждается экспериментом Хафеле – Китинга.
  2. Гравитационное красное смещение света – при распространении света из гравитационной ямы наружу происходит смещение линии спектра в сторону красного. Подтверждается экспериментом Паунда и Ребки.
  3. Эффект Шапиро – возле гравитационного тела снижается скорость электромагнитного сигнала, что подтверждается при наблюдении сигналов от двойных пульсаров.

Гравитационное отклонение света

Траектория распространения света зависит от кривизны пространства-времени. Это обнаружил Эйнштейн в ходе проверки своей теории. Отклонение света наблюдается в гравитационном поле Юпитера и Солнца. Подобные поправки должны учитываться в точной астрометрии. Отдалённый массивный объект, находящийся в непосредственной близости от линии, соединяющей наблюдателя и объект наблюдения, вызывает эффект гравитационного линзирования. Искривление траектории света гравитационным телом приводит к искажению его формы для наблюдателя. В основном это приводит к увеличению совокупной яркости наблюдаемого объекта. Широко известное экспериментальное подтверждение данного эффекта – Крест Эйнштейна. При наблюдении далёкого квазара галактика учетверяет его изображение в виде креста.

У гравитационного линзирования есть и примечательные виды, такие как кольцо или дуга Эйнштейна. Объект со сферически-симметричным полем, находящийся непосредственно перед наблюдаемым телом приводит к тому, что наблюдаемый объект выглядит как кольцо вокруг более близкого тела. В случае смещения или не симметричного поля тяготения, могут возникать частичные кольца или дуги.

Микролинзированием называют эффект усиления яркости звезды в тот момент, когда перед ней проходит компактный массивный объект. Наблюдается он регулярно, в основном при изучении невидимых тел нашей Галактики.

Чёрные дыры

Это область пространства, которую ограничивает горизонт событий – воображаемая граница в пространстве-времени, разделяющая события, соединяемые светоподобными геодезическими линиями на светоподобной бесконечности, и те события, которые соединить таким образом невозможно. Чёрную дыру не может покинуть ни материя, ни информация, а рождаться такие области могут в результате коллапса массивных звёзд. Масса чёрной дыры возрастает с течением времени из-за того, что материя может попасть внутрь, но не может выбраться обратно.

Стивенг Хокинг, показал, что чёрная дыра может терять массу в связи с уникальным излучением, которое было названо излучением Хокинга. Этот квантовый эффект не противоречит ОТО.

Орбитальные эффекты

Небесная механика Ньютоновской теории не укладывается в общей теории относительности. Её предсказания несколько корректируются:

  1. Прецессирование перигелий всех планетных орбит.
  2. Изменение орбиты в следствии воздействия гравитационного излучения двойной или более кратной системы тел.
  3. Геодезическая прецессия – прецессия полюсов вращающегося объекта в силу эффектов параллельного перенесения в искривлённом пространстве-времени.

Увеличение инерциальных систем отсчёта

Вращающийся массивный объект способен тянуть пространство-время по направлению своего вращения. То есть часы, находящиеся на фиксированном расстоянии от объекта и имеющие компоненту движения, в том же направлении, что и объект, будут быстрее тех, которые находятся в покое относительно наблюдателя. Точно по такому же принципу будет изменяться и скорость распространения света, когда он проходит рядом с массивным объектом. Когда направление его распространения совпадает с направлением вращения объекта, то его скорость выше, чем при распространении против направления вращения.

Другие предсказания

  1. Инерционная и гравитационная массы эквивалентны;
  2. Самогравитирующий объект реагирует на внешнее поле тяготения так же, как и тестовый;
  3. Излучение гравитационных волн сопровождает любые движения гравитационно связаных систем;
  4. Темпы роста частоты орбитального вращения тесных пар компактных звёзд являются косвенным подтверждением существования гравитационного излучения;
  5. С Земли можно наблюдать гравитационные волны таких явлений, как слияния двойных пульсаров и других пар компактных звёзд;
  6. Гравитационное излучение состоит из квантов, которые назвали гравитонами. ОТО предсказывает не только их наличие, но и физические параметры: отсутствие массы и спин, равный 2.

Спасибо вам за добавление этой статьи в: