Светлинен лъчв гравитационно поле завои. Траекторията на фотон (светлинна частица) в стационарно гравитационно поле в общия случай не е права линия (пространствена геодезична).
Светлината е електромагнитни вълни определен час. Уравненията на електродинамиката са формулирани за инерционни отправни системи, а в инерционна система във вакуум светлинните лъчи ще бъдат прави. Теорията на Нютон за гравитацията не предвижда никаква връзка между явленията на електромагнетизма и гравитацията и следователно предсказанието на теорията на Айнщайн огъване на светлинните лъчигравитационното поле на Слънцето беше революционно и предизвика голям интерес сред физиците.
Огъване на светлинни лъчи от гравитационно полеможе да се разбере без изчисления, като се използва мисловен експеримент, предложен от Айнщайн. Нека асансьорът се държи в шахтата от електромагнит. На противоположните стени на асансьора на същото ниво има отвори, а срещу един от отворите на стената на шахтата има източник на светлина. Веднага след като източникът на светлина се включи, електромагнитът се изключва и асансьорът започва да пада свободно. Когато светлината светне, асансьорът става инерционна системареферентна точка, в която светлината се разпространява по права линия. Следователно светлинен лъч, влизащ в първия отвор, ще излезе през втория. Но през времето светлината изминава разстоянието Лкъм втората стена на асансьора, равн L/c, асансьорът ще се спусне на височина h =gL 2 / 2c 2и лъчът ще излезе от втория отвор в шахтата под точката, в която е бил излъчен. В референтната система, свързана с вала, гредата ще бъде извита.
Откриването на огъването на светлинните лъчи от гравитационно поле беше първата експериментална проверка (с изключение на обяснението на прецесията на орбитата на Меркурий) нова теориягравитация. Материал от сайта
По време на пълно слънчево затъмнение стават видими звезди. Ако снимате звездното небе в близост до Слънцето и сравните получената снимка със снимка на същия участък от звездното небе, направена по различно време, тогава, при наличие на огъване на светлинните лъчи, позицията на звездите на снимките ще е различно. В границите на неизбежните грешки изводите на новата теория на гравитацията бяха потвърдени.
На тази страница има материали по следните теми:
промяна на посоката светлинен лъч
Алтернативни описанияВ астрономията това е видимото отклонение на звездите от истинската им позиция в небето
В биологията, отклонение от нормалната структура на даден организъм, често изразяващо се само в различен размер или цвят
Промяна във видимото положение на звездата, причинена от крайната стойност на скоростта на светлината и движението на наблюдателя заедно със Земята
Изкривяване, дефект, влошава изображението в оптичните инструменти
Отклонение от нормата
Отклонение на светлинните лъчи под влияние на скоростта на движение на Земята
Изкривяване в оптични системи
Изкривяване на изображението в оптични системи
Видимо отклонение на осветителното тяло от истинската му позиция
Отклонение от нещо, както и изкривяване на нещо
Привидно изместване небесни тела, причинени от въртенето на Земята около Слънцето и въртенето й около оста си
Изкривяване, причинено от оптични инструменти
Погрешно схващане
J. лат. физически ронливост и разпръскване счупени лъчиСвета; астроном. видима промяна в позицията на светилото, от загуба на време за достигане до нас с лъч светлина и от земята, която тича около слънцето; прекъсване, наклон
За разлика от теорията на Нютон, кривината на траекторията на тяло, движещо се в гравитационно поле, не се дължи на действието на сила, а поради специалните свойства на пространството. Котиране според обща теорияотносителността възниква в изкривено пространство-време.
Тъй като всички тела, включително светлинните лъчи, се движат при липса на сили по извити траектории, можем да приемем, че самото пространство е извито.
Физическите свойства на пространството в близост до гравитиращи маси се различават от свойствата на пространството далеч от тях. „Структурата на общата теория на относителността е такава, че уравненията гравитационно поле... са съвместими само с такова движение на масата ... което удовлетворява уравненията за запазване на енергията и импулса" (Я. Б. Зелдович, И. Д. Новиков Обща теория на относителността и астрофизика). Това означава, че ако в класическата теория уравненията на полето съществуват отделно от уравненията на движението, то в общата теория на относителността уравненията на гравитационното поле съдържат уравненията на движението.
В своята теория Айнщайн напълно изоставя концепцията за гравитацията, заменяйки ефекта й с кривината на световните линии, кривината на самото пространство-време. Но математически апаратОбщата теория на относителността се оказа изключително сложна, а корекциите в теорията на гравитацията на Нютон, получени в резултат на непосилна изчислителна работа, са напълно незначителни. Веднъж Планк каза на Айнщайн за това: „Всичко беше обяснено толкова добре, защо го направи отново?“
Няма много контролни експерименти, в които могат да се разкрият предсказанията на теорията на Айнщайн. Експериментална проверка на общата теория на относителността е предложена от нейния автор. Айнщайн посочи три ефекта: отклонението на светлинния лъч при преминаване близо до масивно тяло, въртенето на перихелиите на планетите и гравитационното изместване на честотата на електромагнитното излъчване.
Когато лъч светлина преминава през гравитационно поле, неговият път трябва да се огъва (въз основа на принципа на еквивалентността). Нютон вече постави този въпрос: „Не действат ли телата на светлината от разстояние и не огъват ли чрез това действие нейните лъчи?“ Тук Нютон има предвид отблъскването на светлината от телата, което не зависи от тяхната маса, което обяснява дифракцията.
Най-сензационният от всички тестове на общата теория на относителността е извършен през 1919 г. пълно затъмнениена Слънцето от английския астроном А. Едингтън. Според общата теория на относителността гравитацията огъва светлинните лъчи. Тази кривина е толкова малка, че не може да бъде открита от никакъв лабораторен експеримент, но може да бъде измерена от астрономите по време на пълно слънчево затъмнение. Слънчевата светлина се блокира от Луната и звездите, разположени близо до ръба на Слънцето, стават видими. Светлината от тях преминава през най-силната част от гравитационното поле на Слънцето. Промяната във видимите позиции на тези звезди трябва да показва, че гравитацията на Слънцето огъва пътя на светлината.
Физиката на Нютон също предсказа огъването на светлината в гравитационно поле, но уравненията на Айнщайн дадоха двойно по-голямо отклонение. Отклонението на светлинния лъч се оказа близко до предсказанието на Айнщайн, но трудностите при извършването на точни измервания на позициите на звездите по време на затъмнението се оказаха много по-големи, отколкото Едингтън очакваше.
Едингтън говори на съвместна среща на Кралското общество и Астрономическото общество в Лондон. Президентът на Кралското общество, J. J. Thomson, каза във встъпителната си реч: „Това е откритието не на отдалечен остров, а на цял континент с нови научни идеи. това най-голямото откритиеот Нютон" ( Филип Франк. Айнщайн, неговият живот и времена. N.Y., 1947, стр. 141.).
На конференция на Кралското общество през 1962 г. група учени стигнаха до заключението, че тъй като трудностите са толкова големи, наблюдателите на затъмнения не трябва повече да правят такива измервания.
Светлинен лъч, преминаващ през разстояние от центъра на Слънцето, се отклонява под въздействието на гравитацията под ъгъл
(1)
Къде съответно масата и радиуса на Слънцето.
Максималното отклонение трябва да се наблюдава за лъч, преминаващ по ръба на слънчевия диск, където Наблюденията по време на затъмнението от 1952 г. дадоха