Гравитационное смещение спектральных линий

В то время как следствия СТО проверены с высокой степенью точности в многочисленных экспериментах, экспериментальное подтверждение общей теории относительности на протяжении полувека ограничивалось всего лишь тремя классическими эйнштейновскими эффектами красное смещение спектральных линий излучения небесных тел, сдвиг перигелия Меркурия и отклонение света гравитационным полем Солнца. Учитывая трудность точного исследования физических условий на небесных телах, эти подтверждения теории можно считать до некоторой степени неопределенными, и долгое время казалось невероятным, чтобы стала возможной какая бы то ни была проверка общей теории относительности в земных или околоземных условиях. Однако во второй половине пятидесятых годов ситуация в этом отношении резко изменилась. Огромный прогресс экспериментальной техники и запуск космических аппаратов открыли совершенно новые, неожиданные возможности проверки общей теории относительности. [c.346]

Наиболее простой из трех классических эффектов — эйнштейновское смещение спектральных линий излучения атомов в стационарном гравитационном поле, наблюдаемое в точке с гравитационным потенциалом, отличным от потенциала в месте излучения. Теоретически этот эффект был детально рассмотрен в 10.7. Его можно рассматривать как смещение либо спектроскопической стандартной частоты v , либо координатной частоты Vf,. В любом случае относительное смещение выражается формулами (10.212), (10.218) [c.346]

Смещение спектральных линий в гравитационном поле Земли, конечно, гораздо меньше, чем в поле Солнца. Если источник света помещен на высоте 22,5 м над наблюдателем (как это и было в реализованном эксперименте), то вместо (12.7) можно записать [c.347]

Таким образом, двойная система определяется как пара звезд, движущихся по орбитам вокруг общего центра масс силой, не дающей звездам разлететься, является взаимное гравитационное притяжение. Визуально-двойными называются системы, у которых видны раздельно оба компонента. Компоненты спектрально-двойных систем настолько близки друг к другу, что разрешающей способности телескопа не хватает, чтобы их различить. Такие системы можно распознавать по доплеровскому смещению спектральных линий, обусловленному орбитальным движением компонентов. К третьему классу двойных систем относятся затменные двойные. Такая система также выглядит как одна звезда, но ее компоненты периодически закрывают друг друга (полностью или частично). Регулярные падения блеска такой звезды свидетельствуют о ее двойной природе. Двойные звезды могут быть одновременно и спектрально-двойными, и затменными. [c.23]

Таким образом, собственное время в разных точках пространства течет по-разному. Необходимо еще учесть сделанный ранее выбор хо ч t — времени в точках ф = О за пределами поля. Учитывая, что в гравитационном поле ф < О, находим, что собственное время течет медленнее в точках с меньшим потенциалом (модуль его больше). Замедление времени в гравитационном поле обнаружено экспериментально это смещение спектральных линий в солнечном спектре в сторону низких частот относительно тех же линий, полученных в земных условиях, где модуль потенциала поля меньше. [c.297]

В работе Основы общей теории относительности анализируются свойства масштабов и часов в статическом гравитационном поле и указывается, что часы идут медленнее, если они установлены вблизи весомых масс. Отсюда следует, что спектральные линии света, попадающего к нам с поверхности больших звезд, должны сместиться к красному концу спектра В примечании Эйнштейн отмечает, что, согласно Э. Фрейндлиху, спектральные наблюдения над звездами определенных типов говорят в пользу существования подобного смещения. Однако окончательной проверки предпринято не было. В 1920 г. в приложении к книге О специальной и общей теории относительности Эйнштейн приводит формулу для смещения [c.371]

Гравитационное красное смещение спектральных линий, в п. 2 мы обсуждали теорию эффекта Доиплера. Этот эффект появляется из-за того, что два наблюдателя, движущиеся один относительно другого и измеряющие каждьи своими собственными часами время между двумя световыми сигналами, получают различные результаты. Если время, измеренное наблюдателями, равно / и г", то эффект Допплера, выраженный в частотах, составляет [c.381]

Третий путь для проверки О. т.—смещение спектральных линий к красной части спектра представляет лучшие возможности. Предсказанная величина для солнечной поверхности, именно 2,13-10" в частоте колебаний, легко м. б. измерена современными средствами, погрешность к-рых не превышает примерно З-Ю" . Действительно, почти все линии спектра показывают смещение в ожидаемом смысле. Однако вопрос чрезвычайно усложняется тем обстоятельством, что величина этих смещений крайне различна для разных линий и вообще увеличивается с их интенсивностью. Согласно С. Джону этот эффект м. б. объяснен тем, что наиболее интенсивные линии, берущие свое начало на больших высотах над солнечной поверхностью, принадлежат слоям, систематически опускающимся вниз, в результате чего предполагаемый эффект Эйнштейна увеличивается реальным допплеровским смещением. Слабые линии принадлежат повидимому к более низким слоям. Малые смещения этих линий к красной части спектра можно объяснить предположением о восходящих токах в этих слоях, уменьшающих эффект Эйнштейна. При этом делается однако произвольное допущение, что на уровне, соответствующем линиям с интенсивностью 6—8 по шкале Роуланда, никакого вертикального перемещения вещества нет. Интерпретация С. Джона встречается кроме того с тем затруднением, что относительное смещение линий различной интенсивности не зависит от положения по отношению к центру солнечного диска, как это было установлено Меггерсом и Бернсом. Более надежное средство для проверки О. т. тем же путем представляют т.н. белые карлик и—звезды с плотностями, в десятки тысяч раз превосходящими плотность воды, и соответственно большими значениями гравитационного потенциала. Для одиночных звезд этого рода эффект Эйнштейна неотделим от обычного допп.леровского смещения и потому не м. б. обнаружен. Только если подобная звезда является спутником другой, с уже известной радиальной скоростью и известным расстоянием их от наблюдателя, если кроме того массы этих звезд известны, а объемы их выведены, например путем сравнения абсолютной яркости с со- [c.181]

КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ — увеличение длины волны монохроматич. компонента спектра источника излучения в системе отсчёта наблюдателя ( .(,) по сравнению с длиной волны этого компонента в собств. системе отсчёта (>.f,). Термин К. с. возник при изучении спектральных линий оптич. диапазона, смещенных в сторону длинноволнового (красного) конца спектра. Прячи-пой К. с. может явиться движение источника относительно наблюдателя — Доплера эффект пли (и) отличие напряжённости поля тяготения в точках пспуска-пия и регистрации излучения — гравитационное К. с. В обоих случаях параметр смещения 2 s (X,(,— кеМ е н зависит ОТ ДЛИНЫ волны, так что наблюдаемая плотность распределения энергии излучения /(, (Я.) связана с аналогичной плотностью в собств. системе отсчёта /е(л) соотноп1ением [c.487]

Во Вселенной возможно существование нейтронных и гиперонных звезд, высокая плотность и малый радиус которых вызывают эффект "гравитационного запирания" светового излучения. Этот эффект был предсказан теорией относительности и экспериментально наблюдался во время солнечных затмений как искривление светового луча от близко расположенных к солнечному диску звезд. Помимо этого известен эффект гравитационного "красного смещения" (чем больще напряженность фавитационного поля на поверхности звезды, тем сильнее спектральные линии смещены в сторону длинных волн). При очень больших фавитаци-онных полях световое излучение вообще не будет выходить за пределы гравитационного радиуса, т.е. звезда будет невидима. [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...