Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
2.3. ЭКСПЕРИМЕНТЫ, ЗАТРАГИВАЮЩИЕ ОСНОВЫ ГРАВИТАЦИИЦелый ряд различных экспериментов как лабораторных, так и в Солнечной системе составляет эмпирический фундамент для критериев 3—6. а. Проверки специальной теории относительностиМножество лабораторных экспериментов при высоких энергиях дало возможность проверить и перепроверить справедливость специальной теории относительности в пределе, когда гравитационными эффектами можно пренебречь. Диапазон таких экспериментов широк: от прямых проверок замедления времени до тонких эффектов, предсказываемых лоренц-инвариантными квантовыми теориями поля (см., например, МТУ [1], § 36.4, [11, 16, 17]). Эксперимент Хьюза — Дривера, или эксперимент по «изотропии инертной массы» [18, 19], можно рассматривать как проверку специальной теории относительности (а также тест на существование второго космического тензорного поля (20, 21]). Этот эксперимент наложил ограничение, составляющее магнитном поле) ядерного энергетического уровня
где б. Ньютоновский пределОгромная совокупность эмпирических данных подтверждает справедливость ньютоновской гравитационной теории (НГТ) по крайней мере в качестве приближения к «истинной» релятивистской теории гравитации. Наблюдения за движением планет и космических кораблей согласуются с НГТ вплоть до уровня относительной точности порядка 10-8, при которой уже могут быть обнаружены постньютоновские эффекты. Лабораторный эксперимент Кавендиша дает более слабое подтверждение НГТ для малых расстояний между гравитирующими телами. Однако совсем недавно НГТ подверглась суровым испытаниям. Было высказано предположение, что может существовать массивная короткодействующая компонента гравитационного взаимодействия, приводящая к модификациям НГТ, которые можно описать гравитационной «постоянной»
где ошибка составляет одно стандартное отклонение. Готовятся попытки провести аналогичные эксперименты в других лабораториях [28, 29]; одновременно с этим Миккельсон и Ньюмен [30] провели детальное исследование ограничений, налагаемых на в. Проверки слабого принципа эквивалентностиНепосредственная проверка СПЭ состоит в сравнении ускорения объектов лабораторных масштабов, имеющих различный химический состав. Было проведено множество очень точных экспериментов по проверке СПЭ, начиная с экспериментов с маятниками Ньютона, Бесселя и Поттера и кончая классическими экспериментами с крутильными маятниками Этвеша, Дикки и Брагинского и сотр. (подробное обсуждение экспериментальных проблем см. в обзоре [8]). Эксперименты по проверке СПЭ для отдельных атомов и элементарных частиц пока неубедительны или, лучше сказать, не очень точны, за исключением эксперимента для нейтронов [31] (относительно ситуации для электронов см. работу [32]). Таблица 1 (см. скан) Проверки слабого принципа эквивалентности В табл. 1 указаны различные эксперименты и приведены ограничения, которые они накладывают на разницу в ускорении а между объектами с различным химическим составом (А и В), определяемую как
Будущие усовершенствованные проверки СПЭ должны уменьшить шумы, обусловленные тепловыми и сейсмическими эффектами, поэтому их, возможно, следует проводить в космосе, используя криогенную технику. Ожидаемые ограничения на величину г. Проверки принципа УГКСИзмерения гравитационного красного смещения служат проверками принципа УГКС. В типичном эксперименте смещение частоты или длины волны
Если справедлив принцип Таблица 2 (см. скан) Проверки универсальности гравитационного красного смещения проведенных с 1960 г. (обзор экспериментов до 1960 г. см. в работе [10]), и упомянуто несколько экспериментов, которые, возможно, будут проведены в ближайшие годы. Первой и наиболее известной очень точной проверкой явился эксперимент Паунда — Ребки — Снайдера, в котором измерялось смещение частоты гамма-фотонов, испущенных Однако в последнее время наступила новая эра для экспериментов по красному смещению; это связано с развитием стандартов частоты сверхвысокой стабильности: порядка Успехи в создании стабильных часов сделали возможным проведение нового типа эксперимента по измерению красного смещения, который мог бы служить непосредственной проверкой принципа УГКС: это «нулевой» эксперимент по красному смещению, в котором сравниваются часы двух различных типов, помещенные рядом в одной и той же лаборатории. В одном из таких экспериментов [51, 52] предполагается сравнивать водородные мазерные часы с АССР и следить за дневными вариациями в их относительных частотах по мере того, как за счет вращения Земли лаборатория попадает в области то более высокого, то более низкого гравитационного потенциала Солнца. Такие вариации имеют следующий вид:
где А — постоянное среднее отношение между частотами двух часов [52]. Зависящий от химического состава коэффициент
|
1 |
Оглавление
|