Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Захоплення інерційних систем відліку



План:


Введення

Захоплення інерційних систем відліку, або ефект Ленз - Тіррінга - явище в загальної теорії відносності, що спостерігається поблизу обертових масивних тіл. Ефект проявляється в появі додаткових прискорень, схожих з прискоренням Коріоліса, тобто, у підсумку, сил, що діють на пробні тіла, що рухаються в гравітаційному полі.


1. Ефект Ленз - Тіррінга

Прискорення Коріоліса в ньютонівської механіки залежить тільки від \ Vec \ omega - Кутовий швидкості неінерціальній системи відліку відносно інерціальної і лінійної швидкості пробної маси в неінерціальній системі відліку \ Vec v і дорівнює

\ Vec a = 2 \ vec \ omega \ times \ vec v ,

Ленз і Тіррінг в 1918 р. показали, що коріолісове прискорення з урахуванням ефектів ОТО для відстані \! r від обертового тіла радіусом \! R маси \! M при r / R \ gg 1 має додатковий компонент [1] :

\ Vec b = 2 \ vec v \ times \ vec H

де \ Vec H = {{2MGR ^ 2} \ over {5c ^ 2 r ^ 3}} \ left [{\ vec \ omega - 3 {{(\ vec \ omega \ vec r) \ vec r} \ over {r ^ 2}}} \ right]


2. Геометрична інтерпретація

3. Захоплення інерційних систем відліку навколо обертових чорних дір

4. Експериментальна перевірка і спостереження ефекту в астрофізиці

Ефект Ленз-Тіррінга спостерігається як прецесія площині орбіти пробної маси, що обертається навколо масивного тіла, що обертається, або як прецесія осі обертання гіроскопа в околицях такого тіла.

Вперше в світі було виміряно Ігнаціо Чьюфоліні (Ignazio Ciufolini) з італійського університету Лечче і Еррікосом Павліс (Erricos Pavlis) з Мерілендського університету, Балтімор, США. Їх результати були опубліковані в жовтні 2004 року [2]. Чьюфоліні і Павліс провели комп'ютерний аналіз декількох мільйонів вимірювань дальності, отриманих методом лазерної дальнометріі по уголковим відбивачам на супутниках LAGEOS і LAGEOS II (LA ser GEO dynamics S atellite), запущених для вивчення геодинаміки та уточнення параметрів гравітаційного поля Землі. Виявлений середній поворот орбіт супутників, викликаний ефектом Ленз - Тіррінга, становить 47,9 кутовий мікросекунди на рік (mas / рік), або 99% від значення, передбаченого теорією Ейнштейна ( 48,2 mas / рік ), З оціненої похибкою 10%.

Для експериментального підтвердження ефекту, разом з іншим, більш істотним ефектом геодезичної прецесії, американське космічне агентство NASA здійснило супутникову програму Gravity Probe B. Космічний апарат GP-B успішно завершив свою програму в космосі. Перші результати оприлюднені в квітні 2007, але у зв'язку з недообліком впливу електричних зарядів на гіроскопи точність обробки даних була недостатня, щоб виділити ефект (поворот осі на 0,039 кутовий секунди на рік у площині земного екватора). Облік заважають ефектів дозволив виділити очікуваний сигнал, остаточні результати очікувалися в грудні 2007, але аналіз даних тривав до травня 2011. Остаточні підсумки місії були оголошені на прес-конференції з NASA-TV 4 травня 2011 і опубліковані в Physical Review Letters [3].

Результат Gravity Probe B, опублікований в 2011 році, виявився менш точним (хоча проектна похибка повинна була складати близько 1%, накопичення електричного заряду призвело до погіршення відносної похибки вимірювання ефекту Ленз - Тіррінга до ~ 20%). Однак він теж підтвердив передбачення ЗТВ. Виміряна величина геодезичної прецесії склала -6601,8 18,3 mas / рік , А ефекту захоплення - -37,2 7,2 mas / рік (СР з пророкує теоретичними значеннями 6606,1 mas / рік і 39,2 mas / рік ).

13 лютого 2012, в 14-00 МСК ESA успішно здійснило запуск ракети Vega c 9 різними супутниками на борту, одним з них був апарат LARES, основна місія якого перевірка ефекту Ленз-Тіррінга.


Примітки

  1. J. Lense, H. Thirring. Uber den Einflu der Eigenrotation der Zentralkorper auf die Bewegung der Planeten und Monde nach der Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift, 19 (1918), 156-163.
  2. I. Ciufolini, EC Pavlis. A confirmation of the general relativistic prediction of the Lense-Thirring effect. - www.lnf.infn.it / acceleratori / lares / LAGEOS article list_files/NaturePaper_2004.pdf Nature 431 (2004) 958.
  3. CWF Everitt et al. Gravity Probe B: Final results of a space experiment to test general relativity - arxiv.org/pdf/1105.3456v1, Physical Review Letters (1 травня 2011).

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Інерційних керований термоядерний синтез
Система відліку
Неінерційній система відліку
Інерціальна система відліку
Нейтронний захоплення
Електронний захоплення
Захоплення Цімпе
Захоплення Калліполя (1354)
Захоплення Ормуза (1622)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru