Смещение спектральных линий

Атомные колебания можно рассматривать как идеальные естественные часы. Если измерить интервал между началом и концом колебаний двух тождественных атомов, то мы должны получить один и тот же результат, где бы это ни происходило. Допустим теперь, что один атом находится вблизи поверхности Солнца, а второй — в лаборатории на Земле. Мы можем считать, что с каждым из атомов события происходят в одном и том же месте.

Предположим, что период колебаний солнечного атома равен а земного атома равен тогда

для солнечного атома

для земного атома

Оба значения равны, т. е.

Ясно, что будет несколько больше Читатель может показать, что приблизительно равно 1,000002, Следовательно, солнечный атом колеблется чуть медленнее земного. Но период колебаний характеризует окраску света, и поэтому по сравнению со спектром земного атома солнечный спектр должен быть несколько смещен в красную область.

Однако смещение оказывается столь ничтожным, что не поддается измерению. Тем не менее некоторое время назад профессор Эддингтон отметил случай, когда можно ожидать большего смещения. Это спутник Сириуса, известный под названием «белого карлика», принадлежащий к довольно редкому типу звезд с очень низкой светимостью. Считается, что плотность таких звезд в 30 000 раз превышает плотность воды (эта цифра звучит неправдоподобно!). Радиус звезды составляет около 19 000 км. Следовательно, поле силы тяжести в его окрестности будет столь интенсивным, что смещение, по всей видимости, станет измеримым. Сотрудник обсерватории Маунт Вильсон Адаме получил результаты для смещения некоторых линий в водородном спектре этой звезды, которые подтверждают предсказания Эйнштейна, хотя измерения сопряжены со значительными трудностями.