<<
>>

2.10. Эксперименты по проверке общей теории относительности

Об экспериментах, подтверждающих выводы ОТО относительно темпа течения времени, рассказывается, в частности, в [Сажин]:

Первый эксперимент был сделан в 1971 г. Четверо часов, сделанных на основе цезиевых стандартов частоты, были помещены на два самолета и совершили кругосветное путешествие. Одни часы путешествовали в восточном направлении, другие обогнули Землю в западном направлении. Разница в скорости хода времени возникала из-за добавочной скорости вращения Земли, при этом учитывалось и влияние поля тяготения на полетной высоте по сравнению с уровнем Земли. В результате эксперимента удалось подтвердить общую теорию относительности, измерить различие в скорости хода часов на борту двух самолетов.

Измерения временной задержки, зависящей от потенциала, были сделаны четыре года спустя. Исследователи синхронизовали двое часов, затем поместили одни часы на вершину горы, а вторые оставили на физическом факультете, расположенном у подножья горы. Разница в высоте составляла 3250 м. Время за которое измерялась задержка часов составляло 66 дней. Из-за различия в потенциале гравитационного поля Земли скорости хода часов были различны. Измерения опять подтвердили общую теорию относительности и измерили задержку с точностью 15%.

Два года спустя подобный эксперимент был повторен в Японии. Исследователи поместили одни часы на гору, а другие под гору. Разница высот составляла 2818 м, а время измерения эффекта было две недели. Поскольку часы, используемые японскими исследователями, были значительно точнее, точность измерений составляла 5%. Вновь предсказания общей теории относительности были подтверждены.

Одни из наиболее точных измерений были сделаны во время высотного полета ракеты. На борту ракеты находился водородный мазер, который использовался в качестве высокостабильных часов. Ракета поднялась на 10 000 м, а затем упала в Атлантический океан. Для измерений потенциального члена в задержке часов пришлось компенсировать вклад доплеровского члена (ракета двигалась быстро), а также ионосферные эффекты. Тем не менее, измерения были благополучно проведены и правильность формулы для времени задержки была подтверждена с точностью 0.01%.

Процитируем, наконец, сравнительно свежую статью [Ям, 2004]:

Сегодня в продаже имеются GPS-приемники, определяющие свое положение с точностью до 15 м. Чтобы погрешность была меньше 30 м, координаты нужно вычислять с учетом релятивистской поправки. При синхронизации часов GPS-приемника с часами спутника нельзя пренебрегать влиянием скорости на ход времени. Согласно теории отно-сительности, в быстро движущихся объектах время течет медленнее, чем в неподвижных. Каждый спутник системы GPS мчится по орбите со скоростью около 14 тыс. км/ч, а значит, атомные часы на нем отстают от земных примерно на 7 мкс за сутки.

Еще сильнее на ход времени влияет тяготение. На орбите навигационных космических аппаратов, средний радиус которой составляет около 26 тыс. км, сила земного притяжения примерно в 4 раза меньше, чем на поверхности планеты. Поэтому часы на спутниках уходят вперед на 45 мкс за сутки. В итоге в системе GPS приходится вводить поправку в 38 мкс. Если этого не делать, то ошибка определения расстояния будет нарастать со скоростью 11 км в сутки. (На самом деле все несколько сложнее, поскольку спутники обращаются не по круговым, а по эллиптическим орбитам, и их удаленность от Земли периодические меняется.)

В 1970-х г. г. военным разработчикам первого варианта системы GPS необходимость внесения релятивистских поправок не казалась столь очевидной. Одни специалисты считали учет влияния скорости и тяготения необходимым, а другие - совершенно излишним.

2. Время и теория относительности

27

Прийти к единому мнению так и не удалось, поэтому первый навигационный спутник все-таки оснастили системой коррекции времени, но не включили ее, рассчитывая задействовать только в случае необходимости. Очень скоро выяснилось, что она должна работать постоянно.

<< | >>
Источник: М. X. Шульман. ПАРАДОКСЫ, ЛОГИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВРЕМЕНИ Москва 2006-2011. 2011

Скачать готовые ответы к экзамену, шпаргалки и другие учебные материалы в формате Word Вы можете в основной библиотеке Sci.House

Воспользуйтесь формой поиска

2.10. Эксперименты по проверке общей теории относительности

релевантные научные источники:
  • Развитие познавательной деятельности учащихся на уроках русского языка с использованием поисковых задач (на основе поэтического текста)
    Макарова Виктория Юрьевна | Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук. Москва - 2005 | Диссертация | 2005 | Россия | docx/pdf | 6.78 Мб
    Специальность 13.00.02. - теория и методика обучения и воспитания (русский язык) Данное исследование посвящено актуальному в методике русского языка вопросу - развитию познавательной деятельности
  • Разработка алгоритмов управления мехатронными дозаторами
    Смирнов Карим Асенович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург - 2006 | Диссертация | 2006 | Россия | docx/pdf | 8.92 Мб
    Специальность 05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы. Для пищевой промышленности серьезные трудности представляют задачи автоматизации дозирования штучных продуктов при высоких
  • Ответы к экзамену по Философии
    | Ответы к зачету/экзамену | 2017 | Россия | docx | 0.19 Мб
    1. Философия как наука об истине, теория познания и самый общий метод исследования. 2. Основной вопрос философии. 3. Философия как мировоззрение (онтология). Натурфилософия. Социальная философия
  • Психосемантические особенности восприятия визуальных объектов (на примере анализа восприятия печатной рекламы парфюмерии)
    Папантиму Мария Аргириосовна | Диссертация на соискание ученой степени кандидата психологических наук. Москва, 2004 | Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 13.26 Мб
    Специальность 19.00.05 - Социальная психология. Социальные преобразования в России 90-х годов послужили импульсом к расширению границ предметной области отечественной социальной психологии.
  • Уголовный процесс РФ
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.63 Мб
    Перечень вопросов 1. Понятие, сущность и задачи российского уголовного процесса. 2. Уголовно-процессуальное право России как отрасль права, его понятие, сущность и содержание. Соотношение его с
  • Допустимость доказательств в уголовном процессе
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.31 Мб
    1. Понятие и содержание доказательственного права. Соотношение доказательственного права и теории доказывания. 2. Сущность и цель доказывания. 3. Понятие, источники и классификация доказательств в