Скорость гравитации
Скорость гравитации в скорость распространения гравитационных воздействий, возмущений и волн. В общей теории относительности в пустом пространстве предельная скорость гравитации равна скорости света[1][2][3]. В квантовых теориях гравитации под скоростью гравитации подразумевают скорость гравитонов как наименьших частиц (квантов) поля.
[править] Скорость гравитации в физических теориях
В теории гравитации Ньютона скорость гравитации не входит ни в одну формулу, считаясь бесконечно большой.
В общей теории относительности (ОТО) потенциалами гравитационного поля выступают компоненты метрического тензора, так что гравитационное поле отождествляется в сущности с метрическим полем.
Во многих альтернативных теориях гравитации скорость её распространения может существенно отличаться от скорости света, так что непосредственное измерение скорости гравитации представляет собой тест на работоспособность этих теорий.
[править] Эксперименты по определению скорости гравитации
Скорость гравитации можно определить по скорости передачи влияния гравитационного поля на результаты каких-либо измерений. Этот путь был использован в высокоточных экспериментах по измерению времени задержки прохождения света и радиосигналов в гравитационном поле такого движущегося массивного тела, как Юпитер. Так, описан эксперимент, в котором излучение от далёкого квазара QSO J0842+1835 проходило вблизи поверхности Юпитера[4].
Вследствие периодического движения Юпитера по орбите вокруг Солнца со средней скоростью 13,1 км/с, в точках отсчёта Солнечной системы происходит периодическое изменение гравитационного поля. Изменение метрики (как за счёт изменения местоположения планеты, так и за счёт скорости её движения) происходит с опозданием, связанным с ограниченной скоростью гравитации. Учёт данного запаздывания при анализе эксперимента даёт скорость гравитации, близкую по величине к скорости света, с точностью порядка 20 %. Полученный результат требует независимого подтверждения, так как не все физики-релятивисты согласны с интерпретацией эксперимента[5].
Другой способ измерения скорости гравитации вытекает из измерений скорости прецессии гироскопа в гравитационном поле. В ОТО скорость прецессии гироскопа имеет вид[6]
Определение прецессии гироскопа вблизи полюса Земли в 2004в2005 гг. было одной из задач спутника Gravity Probe B. В связи с низкой точностью результатов, полученных на Gravity Probe B, планируются новые подобные эксперименты.
Третий ожидаемый способ измерения скорости гравитации связан с фиксацией гравитационных волн от далёких звёздных источников одновременно со световым сигналом. Это позволит сравнить скорость гравитации со скоростью света.
[править] Ссылки
- в‘ А. Н. Темчин. Разд. 7.1. Волны и характеристические поверхности, скорости распространения волн метрики // Уравнения Эйнштейна на многообразии. в М.: Едиториал УРСС, 1999. в С. 98в102. в 160 с. в ISBN 5-88417-173-0
- в‘ Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. II. Теория поля. в 8-е изд., стереот. в М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. в 536 с. в ISBN 5-9221-0056-4 (Т. II). в § 109. Сильная гравитационная волна.
- в‘ Yvonne Choquet-Bruhat. General Relativity and the Einstein Equations. в Oxford University Press, 2009. в P. 170. в 812 p. в (Oxford Mathematical Monographs). в ISBN 978-0199230723
- в‘ Fomalont E.B., Kopeikin S.M. The Measurement of the Light Deflection from Jupiter: Experimental Results (2003), Astrophys. J., 598, 704. (astro-ph/0302294)
- в‘ Обзор на сайте университета Сэйнт Луис (англ.)
- в‘ Yi Mao , Max Tegmark, Alan Guth, Serkan Cabi Constraining Torsion with Gravity Probe B. arXiv:gr-qc/0608121v45, Phys. Rev. D. 76, 104029, 2007.
 |
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
