Премодерируемое участие
3176 участников
Администратор Малгус
Администратор Olmins

Активные участники:


←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →
пишет:

Как непоследовательно противники ОТО интерпретируют эксперимент. OldProger vs Топтунова опять.

Ну, конечно же, Людмила Михайловна, это – опять я. Не мог не откликнуться, поскольку вы перед всеми разоблачили мой (и всех релятивистов в моем лице) способ интерпретации эксперимента в первых же строчках своей статьи, ну и, конечно, для популяризации вашей статьи, чтобы она набрала побольше кликов, как вы и просили. Я даже ссылочку на нее приведу прямо здесь для удобства, кликайте, господа!


https://subscribe.ru/group/kosmos-galaktiki-nlo-i-inoplanetyane/16082366/

Любой эксперимент имеет три составляющие, как марксизм. Это научная, методическая и техническая составляющие. И каждая из них имеет решающее значение для успешности эксперимента. Вы уже в который раз приводите эксперимент Эддингтона, с одними и теми же картинками и с одними и теми же выводами. И при этом спонтанно делаете то, в чем вы упрекаете «релятивистов» – весьма вольно интерпретируете результаты эксперимента.

Я не буду спорить по поводу надежности этих результатов. Вследствие несовершенства технической составляющей многие из них, действительно, не могут считаться надежными. Поскольку теория относительности дает значительные эффекты только при очень высоких скоростях и энергиях, то в обычных условиях эти эффекты обнаружить очень и очень непросто. В начале XX столетия наука еще не располагала приборами, позволяющими надежно подтвердить выводы ОТО. Трудно на фотопластинке зарегистрировать угловое отклонение в полторы секунды. В вашей же интерпретации данный эксперимент опровергает ОТО.

Однако, исключительно справедливости ради, нужно сказать еще вот о чем. В 1919 году Эддингтоном было организовано две экспедиции, одна – у бразильского города Сорбрала, вторая – на остров Принсипи у западных берегов Африки. Данные из Сорбрала, полученные от наблюдения семи звезд, находившихся в хорошей видимости, показали достаточно хорошую надежность и дали значение угла отклонения в 1.98”±0.16” (по Эйнштейну 1.74”, по Ньютону 0.87”). Данные из Принсипи были значительно менее убедительными. И в своем официальном отчете Эддингтон приводит фотоматериалы именно бразильской экспедиции, что вполне резонно. Нужно ли мне угадывать,
картинки какой экспедиции приводите вы в своей статье? Ну, да бог с ним, с Эддингтоном, это все в настоящее время
совершенно не важно.


Вообще же, ситуация с экспериментальной проверкой ОТО обстоит значительно интереснее. Как писал наш великий В.Л. Гинзбург [12], дело в том, что можно проверять основы теории, а можно – ее следствия. Гравитационное красное смещение, отклонение света в гравитационном поле – это следствия ОТО. Единственным ее постулатом, отличающим ее от СТО и теории Ньютона, является принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс. Этот принцип для ОТО имеет такое же основополагающее значение, как принцип близкодействия (а, значит, независимости скорости света) для СТО. Поэтому нарушение принципа эквивалентности говорило бы о несправедливости ОТО – в тех пределах, в которых допускается это нарушение. Так что, господа антирелятивисты и контрэйнштейнианцы, если атакуете, то цельтесь не в пятку, а в самое сердце!
Если mи и mг – инертная и гравитационная массы соответственно, g – ускорение свободного падения, а φ – гравитационный потенциал, то в поле тяжести:
mи∙g = – mг∙grad φ
– это означает, что если mи = mг, то ускорение свободного падения не зависит от массы тела и определяется только гравитационным полем: g = – grad φ. Этот факт проверяется со времен Галилея. Первые существенные результаты были получены венгерским физиком Лорандом Этвёшем в 1889 – 1908 годах. Его результаты показали, что инертная и гравитационная массы совпадают с точностью до 5∙10^-9. В 1964 году уже достигнута точность 10^-11 [7], а в 1971 году – уже 10^-12 [8], [9].


Как и в классической механике, в ОТО масса является скаляром, то есть, не зависит от выбранного направления действующей силы или ускорения. В [10], гл.6, приведены результаты экспериментов, выполненных с помощью ЯМР и показывающих, что относительная анизотропия массы не превышает значения Δm/m < 5∙10^-23.


Теперь о проверке следствий ОТО.
Сначала по поводу гравитационного красного смещения, обусловленного изменением скорости течения времени в гравитационном поле. Вы утверждаете, цитирую вас: «Правильность предсказания Эйнштейном величины гравитационного красного смещения до сих пор не проверена». При этом ссылаетесь на слова Ю.Ковалева «…это проверка был ли Эйнштейн прав». Ну, будет проверка, будут и результаты, что она покажет – посмотрим.
А вот давайте для начала оценим технические требования к прибору для такой проверки в гравитационном поле Земли, чтобы не летать куда-нибудь к квазарам. Определим требуемую чувствительность хронометров к изменению силы гравитации при каком-то изменении высоты прибора над Землей. Совсем немножко несложных формул: красное гравитационное смещение, зависимость сдвига частоты света от увеличения расстояния до центра Земли согласно ОТО выражается, как ни странно, очень простой формулой:

где Δν/ν - относительный сдвиг частоты при смещении расстояния от центра Земли (или другого тяготеющего объекта) от величины R до r, G – гравитационная постоянная, M – масса Земли, с – скорость света. Если объект будет находиться относительно поверхности Земли на высоте h, такой, что r = R + h, то, сложив две дроби и, пренебрегая в знаменателе величинами высшего порядка малости, легко получим формулу:


Все, на этом формулы кончились. Теперь определим, достаточна ли чувствительность современных приборов для того, чтобы почувствовать изменение гравитационного потенциала, и чтобы определить смещение рабочей частоты излучения такого прибора при подъеме его на высоту 1 метр. Подставим в последнюю формулу числовые значения величин с точностью до 3-го знака (размерности не пишу, все в системе СИ):
G = 6.67∙10^-11
R = 6.40∙10^6
M = 5.97∙10^24
c = 3.00∙10^8
h = 1.00
Выберем на компьютере «Калькулятор», помножим-поделим мантиссы чисел, сложим-вычтем порядки, получится:


Δν/ν = 1.08∙10^-16


– для того, чтобы почувствовать изменение гравитационного смещения частоты в поле Земли при разности высот в 1 метр требуется относительная чувствительность прибора в 1∙10^-16. Обладают ли современные приборы такой чувствительностью?


В ранее опубликованном мной обзоре https://subscribe.ru/group/kosmos-galaktiki-nlo-i-inoplanetyane/16078969/ говорится об атомных часах на основе ионов алюминия, созданных физиками в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) и обладающих точностью хода 1∙10^-17 сек. Это позволило им провести непосредственный эксперимент по проверке релятивистского гравитационного замедления времени. Цитирую себя, дражайшего: «Такие эксперименты проводились и ранее, однако вследствие малости эффекта в земных условиях требовался большой перепад высот, из-за чего приходилось размещать аппаратуру на спутниках. При использовании же алюминиевых часов NIST эксперимент проводился в стенах лаборатории. В нем использовались двое синхронизированных часов. После того, как одни из них переместили на 0.5м выше других, разность их хода составила четыре периода на 10^12 периодов хода, уверенно регистрируемых часами. Оказалось, что величина рассогласования в пересчете соответствовала предсказанию Эйнштейна — отклонению в ходе часов на 3 микросекунды в год на один километр разницы в высоте над Землёй».


Эксперимент NIST – очень интересный, но далеко самый первый и не самый точный эксперимент по проверке гравитационного красного смещения.
В 1960 году в башне Лаймановской лаборатории физики Гарварда осуществлен эксперимент Роберта Паунда и Глена Ребки (см. например https://physics.aps.org/story/v16/st1), статья «Apparent Weight of Photons» в [1]. Эксперимент основан на эффекте Мёссбауэра с испусканием и поглощением гамма-квантов ядрами железа-57, с расстоянием по высоте около 22м. Точность эксперимента составляла около 10%, относительный сдвиг частоты – около 2.57∙10^-15.
В 1964 году Паунд и Снайдер повторили этот эксперимент на более совершенной технической базе, получив уже точность около 1% - статья «Effect of Gravity on Nuclear Resonance» см.[2] и (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.13.539).
В 1976 году проведен знаменитый эксперимент «Gravity Probe A» (не путать с «Gravity Probe B», о котором – позже) по измерению сдвига частот между двумя водородными мазерами, один из которых был на Земле, а второй – на суборбитальной ракете на высоте 10 273км. Точность эксперимента благодаря большой высоте составляла уже около 0.007%.


Я думаю, этих примеров достаточно, хотя перечислять их можно еще долго. Более того, оснащенность современной прецизионной лабораторной техникой возросла настолько, что многие университеты мира стремятся своими силами выполнить доказательства справедливости ОТО. Причем, такие эксперименты выполняют даже студенты.
Кстати говоря, достигнутая погрешность часов ≈10^-18 позволила физикам института JILA с такой же точностью проверить справедливость преобразований Лоренца. Тех самых, о которых г-н Рыков говорил, что они работают до скорости 0.7c. Это лишний раз демонстрирует качество его теории.

Теперь что касается измерений кривизны пространства, и, как следствие, отклонения световых лучей в гравитационном поле.
Естественно, что начиная с 1970-х годов с развитием космической техники и возможностью проведения измерений на очень больших расстояниях, физики не могли не выполнить таких измерений. Одним из важнейших параметров, определяемых ОТО, является так называемый γ-параметр, определяющий меру кривизны пространства, создаваемый единичной массой. Не буду его разъяснять и комментировать, он входит, как параметр, в соответствующие решения уравнений Эйнштейна. Согласно ОТО, этот безразмерный параметр строго равен единице: γ = 1. Его определению посвящено множество экспериментов.
Аппарат Viking-1 за 14 месяцев работы на Марсе подтвердил предсказания ОТО о величине задержки времени прохождения сигнала от Земли до Марса и обратно за счет влияния гравитационного поля Солнца, что дало измеренное значение величины γ = 1.000±0.002 – точность около 0.2%. Схема опыта показана на рис 1.

Рис.1. Схема измерения влияния поля Солнца на сигналы при радиолокации Марса.

Астрометрические измерения 2004 года дали точность уже 0.045%.
И, наконец, эксперимент с использованием системы связи на комбинации частот 7.2 и 34.3 ГГц на борту аппарата Cassini на его пути к Сатурну дал рекордную точность:
γ – 1 = (2.1 ± 2.3) ∙ 10^-5.
Результаты экспериментов опубликованы в работах [3] – [6].
К слову будь сказано, что статья в Инете по ссылке в [6] весьма интересна и переводчик в хроме ее переводит вполне сносно. Рекомендую к прочтению.

Теперь о непосредственных измерениях гравитационного отклонения света.
Где-то читал у вас о вашем недоверии к релятивистской трактовке явления гравитационного линзирования. Помнится, что вы что-то говорили о том, что ОТО не может количественно описать это явление – не цитирую, передаю только смысл.
Так вот, международный коллектив Gravity Collaboration в релизе eso1825ru сообщает об измерении отклонения света при прохождении света звезды, вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики:
https://www.eso.org/public/images/eso1825c/ . Цитирую:

«Новые инфракрасные наблюдения, выполненные с исключительно чувствительными приемниками GRAVITY, SINFONI и NACO на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) позволили астрономам отследить движение одной из этих звезд, обозначаемой S2, когда она в мае 2018 г. проходила очень близко к черной дыре. В ближайшей к черной дыре точке звезда находилась от нее на расстоянии менее 20 миллиардов
километров и двигалась со скоростью свыше 25 миллионов километров в час, что составляет почти три процента скорости света.
Исследователи сравнили положения и скорости звезды S2, измеренные соответственно приемниками GRAVITY и SINFONI, а также более ранние ее наблюдения, выполненные с другими инструментами, с предсказаниями, сделанными на основе ньютоновской теории тяготения, общей теории относительности и другими теориями тяготения. Полученные результаты не согласуются с теорией Ньютона, но находятся в прекрасном соответствии с общей теорией относительности».
Диаграмма с результатами эксперимента приведена на рис. 2.

Рис. 2. Измерения на телескопе VLT.

Кроме отклонения света, в эксперименте измерялось также и гравитационное красное смещение. Величина этого смещения на диаграмме иллюстрируется цветом.
Большая группа физиков из Портсмутского университета (Великобритания) сообщает о первом успешном измерении кривизны пространства на межгалактических расстояниях (https://ria.ru/20180622/1523203200.html – популярная статья), результаты работы опубликованы в журнале Science [11] и по ссылке https://science.sciencemag.org/content/360/6395/1342 (оригинальный научный материал). Измерения проводились на явлении гравитационного линзирования, но теперь уже и линза, и линзируемый объект – галактики. Опять-таки, лучше всего процитировать содержание поста:


«Коллетт и его коллеги воплотили мечту "ниспровергателей Эйнштейна" в жизнь (имеются в виду упреки скептиков об отсутствии проверки выкладок ОТО на межгалактических масштабах), наблюдая при помощи "Хаббла" за недавно открытой галактикой ESO 325-G004, расположенной в созвездии Центавра на расстоянии в 465 миллионов световых лет от Земли.
Если два квазара, галактики или других объекта расположены друг за другом для наблюдателей на Земле, возникает интересная вещь — свет более далекого объекта расщепится при прохождении через гравитационную линзу первого. Из-за этого мы увидим не две, а пять ярких точек, четыре из которых будут световыми копиями более далекого объекта. Подобные объекты астрономы часто называют кольцами или крестами Эйнштейна.
Как отмечает Коллетт, прямо за ESO 325-G004 находится еще более далекая галактика, что породило "эйнштейнвский крест" идеальной формы и очень больших размеров. Это позволило ученым проверить теорию относительности, измерив кривизну пространства в окрестностях этой галактики и то, как сильно ее притяжение искривляет свет второго "звездного мегаполиса".
Для этого астрофизики измерили два параметра этой линзы — массу самой ESO 325-G004, наблюдая за скоростями движения звезд внутри нее при помощи наземного телескопа VLT, и то, как далеко находились копии более далекой галактики по отношению к центру "эйнштейновского креста".
Оба этих свойства галактики связаны друг с другом — они напрямую зависят от силы гравитации, вырабатываемой ESO 325-G004. Соответственно, если выкладки Эйнштейна верны, то сила притяжения, вычисленная через оба этих параметра, будет одинаковой, а существенные расхождения в ней укажут на ошибочный характер ОТО.
Скопления галактик подтвердили общую теорию относительности Эйнштейна.
В очередной раз оказалось, что Эйнштейн был прав — степень кривизны пространства, вычисленная и тем и другим образом, или полностью совпадала с предсказаниями теории относительности, или же отличалась от нее на семь-восемь процентов. И то и другое исключает большинство альтернативных теорий гравитации. Эти небольшие расхождения, как отмечают ученые, связаны с погрешностями в замерах космологических констант и скоростях движения звезд в ESO 325-G004, и их можно будет ликвидировать, наблюдая за другими гравитационными линзами».

Обращаю ваше внимание на тот факт, что измерялись скорости движения звезд внутри галактики. Это подвеждает мои аргументы в комментарии к вашей статье, в которой вы объясняете красное смещение галактик аккрецией вещества. 


Есть и результаты экспериментальной проверки более тонких эффектов ОТО, не имеющих аналогов в нерелятивистской физике, например, явление, именуемое «Увлечение инерциальных систем отсчёта», проверенное экспериментом «Gravity Probe B» (об эксперименте «Gravity Probe A» я писал выше). Немного покопавшись в сети, можно найти достаточное количество информации об экспериментах, подтверждающих ОТО, а, следовательно, и СТО, непосредственным образом из нее вытекающую. Для их описания потребовалось бы написать целую книгу. Да, скорее всего, в этом нет нужды, СТО сама за себя постояла. Мой любимый пример этому – БАК, Большой адронный коллайдер, устройство, в котором идеально сошлись все три составляющие эксперимента.


Вот пока и все. Можете теперь интерпретировать результаты этих экспериментов. Мне же кажется, что альтернативные варианты интерпретации вряд ли возможны.


«А вы знали, что содружество, состоящее более чем из 300 планет, постоянно следит за нами с нашей орбиты и оберегает от ошибок, которые могли бы привести к концу света? Я – нет. А вот таксист, который вез меня сегодня, знал».


Чтобы не уподобляться тому таксисту, я снабдил статью ссылками на работы, которые цитировал, и на оригинальные научные сообщения, которые я прочесть не мог, но на которые прочитанные работы ссылаются в свою очередь.


В качестве постскриптума. Поздравим Джеймса Пиблза (James Peebles) с присуждением ему Нобелевской премии по физике 2019 года за работы в области космологии, я так понял из имеющейся скудной информации, что он занимался вопросами, связанными с реликтовым излучением, темной материей и темной энергии. Наверняка нахватался передовых идей в нашем клубе. Так что, это и наша нобелевка!

Цитированные источники.
[1]. R. V. Pound and G. A. Rebka, Jr. Phys. Rev. Lett. 4, 337 – Published 1 April 1960.
[2]. R. V. Pound and J. L. Snider Phys. Rev. Lett. 13, 539 – Published 2 November 1964.
[3] Lange Ch et al. Mon. Not. R. Astron. Soc. 326 274 (2001); astro-ph/0102309
[4] Damour T, Taylor J H Phys.Rev. D 45 1840 (1992)
[5] Kramer M et al. Science 314 97 (2006); astro-ph/0609417
[6] Will C M Living Rev. Relat. 9 3 (2006); http://www.livingreviews.org/lrr-2006-3; gr-qc/05 10072
[7] Dicke R.H., Roll P.G., Krotkov I. – Ann. Phys. (N.Y.), 1964, v. 26, p. 442.
[8] Брагинский В.Б., Панов В.И. – ЖЭТФ, 1971, т.61, с.873.
[9] Брагинский В.Б., Манукин А.Б. Измерение малых сил в физических экспериментах. – М., Наука, 1974)
[10] Гравитация и относительность. Сб. статей под ред. Х.Цзю, В.Гофмана. М., Мир, 1965
[11] Science 22 Jun 2018: Vol. 360, Issue 6395, pp. 1342-1346 DOI: 10.1126/science.aao2469
[12] Гинзбург В.Л. Об экспериментальной проверке общей теории относительности. УФН, 128 вып.3 435-458 Июль 1979
[13] Турышев В.Г. Экспериментальные проверки общей теории относительности. УФН, 179 вып.1 3-34 Январь 2009

 

Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере

Это интересно
0

12.10.2019
Пожаловаться Просмотров: 161  
←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →


Комментарии 3

Для того чтобы писать комментарии, необходимо
Автор группы 13.10.2019

В Ваших формулах не всё учтено. Познакомьтесь со статьёй «НЕДОПЛЕРОВСКИЕ ОБЪЯСНЕНИЯ КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ» (http://ritz-btr.narod.ru/melnikov.html).

13.10.2019

Формулы, к сожалению, не мои. Но в них - то же самое, что и в статье, на которую вы ссылаетесь. Там:

Δν/ν = - GMкв/с2Rкв или же Δλ/λ = GMкв/с2Rкв.

- то же самое. Естественно, что Земля - не квазар и не галактика.

13.10.2019

Дело в том, что при наблюдении красного грав. смещения издали, с расстояния r, сильно првышающего радиус тяготеющей звезды (галактики, квазара) R, в первой приведенной мной формуле следует считать r=∞ и значит 1/r = 0 -  и формула станет такой же, как в приведенной вами статье.