Эффект Шапиро
Гравитационное замедление времени влечёт за собой ещё один эффект, названный эффектом Шапиро (также известный как гравитационная задержка сигнала).
Из-за этого эффекта в поле тяготения электромагнитные сигналы идут дольше, чем в отсутствие этого поля.
Содержание
История открытия
Впервые эффект был отмечен в 1964 году американским астрофизиком Ирвином Шапиро. Шапиро предложил эксперимент, в ходе которого радиоволны отражались от поверхности Венеры и Меркурия и возвращались на Землю. Вычисления Шапиро предсказывали, что при некотором расположении Земли, Солнца и Венеры ожидаемое время задержки сигнала в результате взаимодействия гравитационного поля Солнца будет порядка 200 микросекунд[1].
Первые экспериментальные данные, полученные в 1966—1967 годах в обсерватории MIT, совпали с предсказаниями Шапиро[2]. С тех пор поправки были подтверждены более точными экспериментами как в Солнечной системе, так и в компактных системах двойных звёзд.
Вычисление задержки
Вычисление задержки времени для света в поле точечной массы
Для светового сигнала, проходящего мимо точечной массы M, задержка может быть вычислена по следующей формуле:
- <math>\Delta t=-\frac{2GM}{c^3}\ln(1-\mathbf{R}\cdot\mathbf{x}).</math>
Здесь <math>\mathbf{R}</math> — единичный вектор, направленный от наблюдателя к источнику, а <math>\mathbf{x}</math> — единичный вектор, направленный от наблюдателя к гравитирующей точке.
Формула может быть переписана в другом виде:
- <math>\Delta x= -R_s \ln(1-\mathbf{R}\cdot\mathbf{x}),</math>
где Δx — эффективное увеличение пути света, а <math>R_s = \frac{2GM}{c^2}</math> — радиус Шварцшильда притягивающей массы.
Напишите отзыв о статье "Эффект Шапиро"
Примечания
- ↑ Irwin I. Shapiro (1964). «Fourth Test of General Relativity». Physical Review Letters 13: 789–791. DOI:10.1103/PhysRevLett.13.789.
- ↑ Irwin I. Shapiro, Gordon H. Pettengill, Michael E. Ash, Melvin L. Stone, William B. Smith, Richard P. Ingalls, and Richard A. Brockelman (1968). «Fourth Test of General Relativity: Preliminary Results». Physical Review Letters 20: 1265–1269. DOI:10.1103/PhysRevLett.20.1265.
Ссылки
- [science.compulenta.ru/572793/ Обнаружена нейтронная звезда очень большой массы] (иллюстрация эффекта Шапиро)
|
Это заготовка статьи о гравитации. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
 |
В другом языковом разделе есть более полная статья Shapiro delay (англ.) Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода.
|
Отрывок, характеризующий Эффект Шапиро
– Всю вон, а то подумают, что я держусь, – сказал Долохов.– Англичанин хвастает… а?… хорошо?… – говорил Анатоль.
– Хорошо, – сказал Пьер, глядя на Долохова, который, взяв в руки бутылку рома, подходил к окну, из которого виднелся свет неба и сливавшихся на нем утренней и вечерней зари.
Долохов с бутылкой рома в руке вскочил на окно. «Слушать!»
крикнул он, стоя на подоконнике и обращаясь в комнату. Все замолчали.
– Я держу пари (он говорил по французски, чтоб его понял англичанин, и говорил не слишком хорошо на этом языке). Держу пари на пятьдесят империалов, хотите на сто? – прибавил он, обращаясь к англичанину.
– Нет, пятьдесят, – сказал англичанин.
– Хорошо, на пятьдесят империалов, – что я выпью бутылку рома всю, не отнимая ото рта, выпью, сидя за окном, вот на этом месте (он нагнулся и показал покатый выступ стены за окном) и не держась ни за что… Так?…
– Очень хорошо, – сказал англичанин.
Анатоль повернулся к англичанину и, взяв его за пуговицу фрака и сверху глядя на него (англичанин был мал ростом), начал по английски повторять ему условия пари.
– Постой! – закричал Долохов, стуча бутылкой по окну, чтоб обратить на себя внимание. – Постой, Курагин; слушайте. Если кто сделает то же, то я плачу сто империалов. Понимаете?
Англичанин кивнул головой, не давая никак разуметь, намерен ли он или нет принять это новое пари. Анатоль не отпускал англичанина и, несмотря на то что тот, кивая, давал знать что он всё понял, Анатоль переводил ему слова Долохова по английски. Молодой худощавый мальчик, лейб гусар, проигравшийся в этот вечер, взлез на окно, высунулся и посмотрел вниз.
– У!… у!… у!… – проговорил он, глядя за окно на камень тротуара.
– Смирно! – закричал Долохов и сдернул с окна офицера, который, запутавшись шпорами, неловко спрыгнул в комнату.
Поставив бутылку на подоконник, чтобы было удобно достать ее, Долохов осторожно и тихо полез в окно. Спустив ноги и расперевшись обеими руками в края окна, он примерился, уселся, опустил руки, подвинулся направо, налево и достал бутылку. Анатоль принес две свечки и поставил их на подоконник, хотя было уже совсем светло. Спина Долохова в белой рубашке и курчавая голова его были освещены с обеих сторон. Все столпились у окна. Англичанин стоял впереди. Пьер улыбался и ничего не говорил. Один из присутствующих, постарше других, с испуганным и сердитым лицом, вдруг продвинулся вперед и хотел схватить Долохова за рубашку.
