Гравитационното червено отместване - определението на думата

Във физиката гравитационното червено отместване е проява на ефекта на промяна на честотата на светлината с разстояние от масивните обекти като звезди и черни дупки; това nablyudaetsya като смяна на спектралните линии в червената област на спектъра.

Светлината, идваща от райони с по-слаба гравитационно поле, гравитационната синьо смяна.
дефиниция
Redshift обикновено обозначен с Z.

д - фотон дължина на вълната, измерена в точката на излъчване. о - дължина на вълната на фотон, както е измерено чрез далечна наблюдател.

Гравитационното червено отместване, или зачервяване на светлината, в общата теория на относителността е:

Z р р р о х - преместване на спектралните линии под влияние на гравитацията, измерени от далечен наблюдател, G - гравитационна константа на Нютон, М - маса на гравитиращи тяло, с - скоростта на светлината, г - радиално разстояние от центъра.
история
Отслабването на светлинната енергия, излъчвана от звездите със силно гравитационно беше предсказано от Джон Мичъл през 1783, на базата на еритроцитите теория на светлината, която се придържа към Isaak Nyuton. Въздействието на гравитацията върху светлината е изследвана по това време, Лаплас и Йохан Ван Soldner (1801) много преди Алберт Айнщайн, получени своята версия на формулата за тази цел в член 1911 от светлината и гравитацията.

Ленард обвинен в плагиатство Айнщайн, защото той не е бил по-ранна работа Soldnera - обаче, като се има предвид, така че тази тема е била занемарена и изоставена преди Айнщайн го връща към живота, почти няма съмнение, че Айнщайн не е бил запознат с предишни дела. Във всеки случай, Айнщайн отиде много по-далеч от неговите предшественици, и показа, че основното следствие на гравитационното червено отместване е гравитационно забавянето на времето. Това беше един много оригинален и революционна идея. Айнщайн пръв предполага, че енергийната загуба на фотон по време на прехода към по-висока гравитационна потенциална разлика може да се обясни чрез течение на времето точки в приемане и предаване на сигнала. Спектър на електромагнитно излъчване на енергия е пропорционална на честотата, съгласно добре известни формула. където - константа на Планк. По този начин, ако времето за предавателя и приемника с различен дебит, наблюдаваната честота също ще варира, а с него и енергията на излъчване на квантите.
важни точки
• Да спазват гравитационното червено отместване приемника трябва да е на място с по-висока гравитационен потенциал от източника.
• Наличието на гравитационното червено отместване е подкрепена от многобройни експерименти, които се провеждат всяка година в различни университет и лаборатории по целия свят.
• Гравитационното червено отместване прогнозира не само в областта на теорията на относителността. Други теория на тежестта също прогнозира гравитационно червено отместване, въпреки обяснението може да се различава.
• гравитационно червено изместване е показано, но не ограничени Шварцшилд разтвор от уравнения с обща теория на относителността - при което споменатият М. маса по-рано, може да се изисква или въртяща се маса тяло.

експериментално потвърждаване
Лира-Ребка експеримент през 1969 демонстрира наличието на гравитационно червено изместване на спектрални линии. Експериментът се провежда в Лиман лаборатория по физика в Харвардския университет.
приложение
Гравитационното червено отместване се използва активно в астрофизиката.
Поради забавяне на времето
Гравитационното забавянето на времето - природен феномен, който се състои в промяна на темпото на часовете на курса в гравитационния потенциал. Основната трудност при възприемането на този факт е, че теориите на време гравитацията координират обикновено не съвпада с физическото време, измерена чрез стандартно атомен часовник.

При използване на формулите за ефекта на Доплер в специалната теория на промените на относителността за изчисляване на енергията, както и честотата (при условие, че пренебрегнем ефектите в зависимост от пътя, причинени от, например, страст пространство около въртящ се черна дупка), гравитационното червено стойност смяна е точно обратно синьо смяна. По този начин, се наблюдава промяна в честотата съответства на относителното забавяне на часовника при приемане и предаване. Въпреки това, методът на изчисляване на гравитационно червено преминаването през време дилатация става твърде тромави, предвид съпротивление ефекти на пространство, което прави размера на изместване зависи от пътя на разпространение на светлината.

Докато гравитационното червено отместване измерва наблюдавания ефект, гравитационното забавянето на времето, казва, че е възможно да се заключи, въз основа на резултатите от мониторинга.
обяснение
За статичен гравитационно поле, гравитационното червено отместване може да се обясни с разликата в пътя zaschet часа при точки с различен гравитационен потенциал.

По думите на Волфганг Паули: "В случай на статичен гравитационно поле, винаги е възможно да се избере времето координират, за количества ГИК от него са били независими. След това броят на вълни на светлинния лъч между Р1 две точки и Р2 ще бъдат независими от време и поради това честотата на светлина в светлина, измерена в предварително определена времева скала, ще бъде идентична на Р1 и Р2, и следователно не зависи от точката на наблюдение ".

От друга страна, според съвременната време метрологията определя локално за произволна точка в пространството от идентични атомен часовник (cm. Второ определение). С тази дефиниция на темпо времето за работа часовник строго определен и ще варират от точка до точка, при която на разположение разликата в честотите, например, в експеримента лира-Ребка или "червено изместване" на спектралните линии, отделяни от повърхността или неутронни звезди на слънцето, намира своето обяснение на разликата в темпото от време (по-точно, стандартната атомен часовник) между точките на емисиите и за приемане (от скоростта на светлината, се счита за константа).

Ако в някакъв момент се излъчват, например, сферична флаш светлина, навсякъде в гравитационните полета интервалите между изблици може да бъде същата - чрез подходящ избор на времето координира. Реалната промяна в интервал от време, определен от разликата в темпото на идентичен стандартен часовник между радиация в света линии и рецепция. При статичния случай, абсолютно без значение какво точно се провежда сигнализация: мига, гърбици електромагнитни вълни, звукови сигнали, куршуми или парцели по пощата - всички методи за пренос ще изпитат абсолютно същия "червен / син смяна" (виж Мария Antuanetta Tonela .. ".. честотите в общата теория на относителността теоретична дефиниция и експериментално потвърждение" // Einstein колекция от 1967 / Ед I. Е. Tamm и G. I. нан -... М. Science, 196 7. - П. 175214.) ,

В светлината на гореизложеното следва ясно да определи значението на използването на термина "гравитационното забавянето на времето" и "гравитационното червено отместване": първата е физически измерим ефект, а вторият - обяснение на този ефект. В Нютоновата механика, обяснение на гравитационното червено отместване е фундаментално възможно - отново чрез въвеждането на влиянието на гравитационния потенциал на часовника, но това е много трудно и концептуално непрозрачен. Често срещан метод за отстраняване на червеното отместване като светлина превръщането на кинетичната енергия в потенциална в основата на жалби до теорията на относителността, и не може да се счита за правилно. На теория за гравитацията на Айнщайн червено отместване се обяснява с гравитационния потенциал: това е нищо друго, освен проява на пространство-времето геометрия, поради относителната темпото на часовника.