Гравитационното червено отместване, създаване на снимка на Вселената

Гравитационното червено отместване

Помислете за двойна звезда, чиито компоненти са завъртане около общ център на масата в кръгови орбити, като се предполага, че за улеснение на наблюдателя е в орбиталната равнина двойка. Всяка звезда един период половина се движи към наблюдателя, а през друга - се изважда от него. Честотата на всяка спектрална линия на звездата се колебае около средната стойност, което от своя страна се компенсира от честотата, наблюдавана в лаборатория референтна рамка в отсъствието на гравитационно поле. Това компенсира се дължи на два ефекта: смяна на Доплер е свързана с движението, в центъра на масата и гравитационното червеното отместване. Да предположим сега, че един от двата звезда - бяло джудже, а другият - с нормална звезда. Проучване на гравитационното смяна на бялото джудже е 100 пъти по-голямо от това на обикновена звезда. Следователно, разликата между средните стойности. /? за тези две звезди е приблизително равна на гравитационното червено отместване на фотона, излъчвана от бялото джудже.

Този метод е бил в състояние да оцени гравитационното червено отместване за няколко бели джуджета. Тези резултати са в съответствие с предвижданията на теорията на Айнщайн.

През 1960 г. служители на Харвардския университет Р. В. Paund и GA Ребка младши .. Ние се създаде един експеримент за измерване на гравитационното червено отместване. 57. ядра желязо Fe кристална решетка образуване твърдо вещество, излъчват и поглъщат фотони в тясна честотна лента, чийто център честота става при около 3,5 х 18 октомври Hz. В експеримента на Pound-Ребка източника и мивка на строго монохромни радиация, поставени една над друга на разстояние от 22,5 м. Абсорбцията е малко по-ниска, отколкото би било при липса на гравитационното червено отместване. За да се компенсира тази разлика в абсорбция, съответстваща на промяната на Доплер въведен - чрез преместване на източник спрямо абсорбера с малка, точно измерена скорост. Така че въвеждат Доплер смяна отговаря на стойността предсказано от теорията на Айнщайн, до 10%. Впоследствие, q0 1% отклонение се намалява.

През 1976 г. Робърт Ф. С. Vesso и колегите му в Харвард-Смитсониън център за астрофизика, провеждат експеримент за измерване на радиация честота промяна в гравитационно поле, като се използват за тази цел на водороден мазер (той е изобразен на снимката), който е инсталиран на ракетата. А гравитационното потенциална разлика в точките на минимално и максимално разстояние на ракети от земята, според теорията на Айнщайн е в съответствие с относителната честота на смени. /? = 4 х 10 -10. . Повече от 100 хиляди пъти по-висока от сумата на промяната в паунд на експеримента - Ребка. Тъй като движението на ракети, монохроматичен излъчване на водороден мазер, в допълнение, е наблюдавано увеличение на червено (при покачване ракети) или пурпурно (с произход) област на спектъра поради релативистично Доплер ефект.

Vesso nasheja изобретателен (чисто електронен) изключение процес небе Доплер смяна на първия ред (съответстващи на класическата формула Доплер). По този начин, в експеримента се измерва честотно изместване, нагъването на тежестта смяна и остатъчен ефект на Доплер, свързани с релативистично време на забавяне. Приносът на двата компонента е приблизително едно и също за по-голямата част на полета. Водороден Мазер създаден от Norman Е. Ramsey на Харвард, имаше стабилност на честотата на 10 -1 4. измерената изместване е в съответствие със стойността предсказано от теорията Einstein с точност от 7 х 10 -5. че е сто пъти по-висока от точността на експеримента на лира - Ребка.