19.4.3. Теории гравитации и относительности
Появление атомных часов, работающих с очень высокой точностью, позволило проводить серьезные эксперименты [30] по проверке теорий гравитации и относительности [67, 68, 142]. Гравитационное поле, например, очень слабо влияет на среднюю частоту атомного генератора. Если двое идентичных часов находятся при гравитационных потенциалах, отличающихся друг от друга на 
то, рассмотрев [218] потери энергии фотона, переходящего от одного участка к другому, можно получить разность частот [205]
На поверхности Земли, радиус и масса которой равняются соответственно 
и 
Таким образом, если бы атомные часы работали в таком положении и сигналы посылались от них к другим таким же часам, находящимся во внешнем пространстве, то часы на Земле оказались бы более медленными на величину 
Подобное изменение наблюдалось бы в том случае, если генератор типа с пучком поворачивался от вертикального положения к горизонтальному. В этом случае [237] также существует небольшое изменение, которое можно определить, сравнивая скорость света в направлении линии, соединяющей Землю и Солнце, и в направлении, перпендикулярном этой линии и направлению радиуса Земли. Величина этого параметра расширения, учитывая гравитационное поле Солнца, которое имеет массу 
и находится на расстоянии 
от Земли, определяется выражением 
Относительную частотную стабильность двух генераторов на мазерах с пучком можно использовать для проверки зависимости скорости света от скорости системы отсчета с гораздо большей точностью, чем точность, полученная из экспериментов типа Майкельсона — Морлея [158]. Это явление можно исследовать [287], предполагая, что молекулы в пучке имеют скорость 
относительно резонатора, через который они проходят, а резонатор имеет скорость
относительно эфира. Если 
то излучение происходит в направлении, перпендикулярном скорости молекул, без допплеровского смещения частоты. Если резонатор и пучок передвигаются со скоростью 
параллельной скорости 
то молекулы должны излучать в направлении, слабо смещенном вперед под углом наклона 
Изменение частоты будет тогда равняться 
предполагая, что движение не изменяет молекулярную частоту 
Такое изменение также может быть выведено [50] из формулы сокращения Лоренца — Фитцджеральда.
В одном из экспериментов [49] два мазера с пучками аммиака были установлены на раме, которая вращалась относительно вертикальной оси с противоположно направленными пучками. Частота 
составляла около 
для 
при комнатной температуре, 
а орбитальная скорость Земли 
была равна 
Использование двух мазеров удваивает эффект и если они далее поворачивались на 180° от своего первоначального положения восток — запад в полдень или полночь, изменение частоты 
становилось равным 20 гц. В действительности же средняя разность частот мазеров составляла 1/50 гц и эффекта, большего чем этот, за время вращения Земли в течение 24 часов не наблюдалось. Более того, не наблюдалось эффекта и при повторении экспериментов через промежутки в 3 месяца; это исключает движение солнечной системы в эфире.
ЛИТЕРАТУРА
(см. скан)
