(roșu) gravitaționale schimbare - baze de date automatizate sistem de formare web

Modificarea lungimii de undă a radiațiilor electromagnetice de înmulțire în câmpul gravitațional

schimbare roșu gravitational - afișarea efect modificarea frecvenței undelor electromagnetice ca distanța de la obiecte voluminoase. Se observă ca o deplasare a liniilor spectrale din regiunea roșie a spectrului, adică distanța de la o frecvență de obiect masiv scade. Lumina care vine dintr-o regiune a câmpului gravitațional mai slab, pe de altă parte, se simte trecerea albastru gravitațională, adică, crește de frecvență ale acestuia.

Deoarece modificarea relativă frecvență este mică, este convenabil să se introducă z deplasare adimensional cu formula:

Există 0 - lungime de undă de emisie de la punctul 1 - lungime de undă la punctul de observație.

În teoria generală a relativității lumina roșie emisă schimbare corp masiv, la o distanță r este:

Aici G - gravitatiei lui Newton constanta, M - masa corpului, c - viteza luminii.

În teoria lui Einstein redshift gravitatiei se explică prin potențialul gravitațional. acest lucru nu este altceva decât o manifestare a geometriei spațiu-timp, din cauza ratei relative a progresului timpului fizic. Cu toate acestea, este posibil o simpla derivare a redshiftul gravitaționale, face apel, cu toate acestea, teoria generală a relativității. Luați în considerare această concluzie.

Folosind formula lui Einstein E = mc 2 foton Greutate assign

Prezența unei mase foton înseamnă că trebuie să se manifeste într-un câmp gravitațional. Energia potențială a fotonului pe suprafața stelei este

unde M și R -, respectiv, masa și raza stelei. La o distanță mare de energie potențială stea a fotonului este zero, astfel încât legea de conservare a energiei, avem:

Aceasta produce deplasarea spre roșu gravitațională (sau așa-numita vârstă de fotoni)

Pentru valoarea ZG solare de ordinul a 2 ZG ≈ • 10 -6. Estimăm valoarea de deplasare pentru lungimea de undă de l = 5000Å. Utilizarea egalității

care rezultă din relația l = 2πc / ω. obținem

dλ≈ 5 • 10 martie • 2 • 10 -6 Å = 0,01Å.

Noi comparăm această valoare cu jumătatea lățimii liniei Doppler. Pentru atomul de hidrogen într-un fotosfera solar la T

0,5 eV (1.3), este

de exemplu, de aproximativ cincisprezece ori mai mare decât redshiftul gravitațională. Astfel, efectul de „roseata“ a unui foton în Soare mascat Doppler lățirea liniei.
Dar există stele, pentru care înroșirea gravitațională a radiațiilor pot fi vizibile. Acest lucru - pitice albe. Raza unei mase solare pitică albă aproximativ o sută de ori mai mică decât soarele. Deoarece deplasarea gravitațională proporțională cu raportul masei foton stelei la raza, valoarea ZG pitice albe atinge 2 • 10 -4, care este comparabil cu largimea de linie Doppler.
Einstein derivat o formulă mai precisă pentru zg:

• Elementară „>
• Spread „>
• Electromagnetică „>
• Relativistă „>
• Inerțiale „>

gravitational în astrofizică redshift și spațiu de comunicare.

Redshift - o metodă pentru a determina cu exactitate viteza electroluminiscente obiectului (stele) în raport cu observatorul. O comparație a lungimii de undă a liniilor de spectru discrete element de luat din spațiul obiect și spectrul spetkra cunoscute, poluchnnogo în condiții terestre (Fig. 1).

schimbare de linie în spectrul unei galaxii îndepărtate. Măsurarea schimbare roșu prin compararea spectrului spațiului obiect și spectrul de laborator.

Pentru galaxii legea lui Hubble este valabilă - deplasarea spre roșu este proporțională cu distanța până la ele, astfel încât măsurarea deplasarea spre roșu permite să se determine distanța până la galaxiile nou descoperite.

Deoarece metoda este suficient de precisă, corecțiile pe care le face deplasare gravitațională spre roșu poate fi semnificativ. Astfel, pentru soare, care este greutatea medie a unei stele, valoarea măsurată experimental a deplasarea spre roșu gravitațională a z = 2 x 10 -6.

schimbare roșu gravitational poate fi de asemenea afectate atunci când se utilizează obiect spațiu artificial. Astfel, atunci când funcționează cu nave spațiale „Pioneer 10“ și „Pioneer 11“, care este aproape de Saturn albastru schimbare de fascicul de antenă de frecvență cauzată de diferența de potențiale gravitaționale la împrejurimi Saturn și în vecinătatea Pământului (care este determinat în primul rând distanța la soare) a fost de aproximativ z = 10 -8. Efectul trecerea gravitațională la început nu a fost luată în considerare în calcul, iar deplasarea a fost pe deplin atribuită influenței vitezei vehiculelor. Abaterea vitezei măsurată a vehiculelor pe design-ul nu a putut explica până când ați găsit o greșeală - să nu ia în considerare efectul redshiftul gravitaționale.

Oamenii de stiinta americani Robert Pound și George. Rebka efectuat următorul experiment. Sursa de raze gamma (frecvența de 2,2 x 10 19 -1), amplasat la o înălțime h = 22 m, receptorul a fost plasat în partea de jos. Sursa de raze gamma și receptor este o substanță solidă de fier. Dacă frecvența fotonului emisă este egală cu frecvența fotonilor care a intrat receptorul de absorbție a razelor gamma ar fi produs, dar razele de frecvență diferă prin prejudecată gravitațională. In sursa de plante poate oscila la o viteză predeterminată. Viteza a fost ajustată astfel încât să aibă ca efect Doppler este compensat pentru frecvența gravitațională offset. modificarea relativă de frecvență a fost înregistrată z egal cu 2,4 * 10 -15.

Este nevoie de frame-uri inline de sprijin.