Навигация
Эффекты Доплера, Эйнштейна и Шапиро
19171
знак
0
таблиц
1
изображение
5. Эффекты Доплера, Эйнштейна и Шапиро
Пусть отдаленная звезда 
посылает на Землю 
сигнал в виде плоской монохроматической волны. Земной наблюдатель, принимая сигнал звезды, измеряет его частоту 
и сравнивая с частотой своего собственного (невозмущенного) сигнала 
, обнаруживает, что он отличается на величину 
. Изменение обусловлено участием сигнала в относительном движении ,и взаимодействием с массивными телами и частицами среды.
Установим связь между этими частотами. Воспользуясь группой (2.10) и учитывая, что импульс преобразуется как
, находим
, (5.1)
Заменив 
и 
их значениями из (4.6) и (4.7) получим целый набор значений для продольных и поперечных сдвигов частоты светового сигнала звезды. В приближении (4.6) первый член выражает эффект Доплера, последний – Эйнштейна, остальные два предсказывают наличие аксиального смещения спектра о котором шла речь в первой статье 5.. Существуют и другие причины, приводящие к сдвигу спектра, поэтому наблюдаемое космологическое красное смещение спектра звезд нельзя однозначно интерпретировать как расширение пространства.
Рассмотрим эффект Шапиро. Пусть из Земли посылается радиолокационный импульс на какую-нибудь планету, скажем Меркурий Один раз в тот момент, когда Солнце находится далеко от прямой, соединяющей Землю с планетой, а другой раз, когда оно находится в непосредственной близости. В первом случае влияние Солнца слабое (пространство плоское) и время перехода сигнала туда и обратно равно 
. Во втором - оно велико (пространство искривлено), поэтому геометрический путь 
мы должны заменить оптическим 
, тогда
(5.2)
где 
- угол между направлением движения планеты и светового импульса. Задержка импульса, определяемая этим равенством, несколько больше той, которая предсказывает ОТО По мнению ряда специалистов, и реальная задержка гораздо больше, но идет явная «подгонка под ОТО». Как справедливо замечает Д. Шама, «если бы астрономы не знали, какую величину они должны получить, то опубликованные результаты отличались бы намного больше» /8/.
6. Энергия и импульс релятивистской частицы в инерционном поле
При определении полного импульса мы исходили из классического представления скорости. Такое определение не корректно так как скорость не образует 4-вектор. Релятивистский импульс должен строится на основе группы (2.10). Воспользуясь этим, имеем
, (6.1)
где 
, 
, 
, (6.2)
, 
, (6.3)
Скорость 
в этом представлении образует 4-вектор и умножением на массу частицы 
, формирует релятивистский импульс. Обратим однако, внимание на закон изменения массы (6.2). Он обобщает соответствующую формулу СТО и показывает, что масса зависит не только от скорости, но и является функцией энергии взаимодействия вообще. В частности, в покоящейся системе
, (6.4)
Как следует из (6.4), всякое структурное изменение положения частиц, приводит к изменению потенциальной энергии и как следствие, к дефекту массы. Не с этим ли связано многообразие элементарных частиц? Обнаруживая одну и ту же частицу в разных энергетических состояниях принимаем ее за разные? Для электромагнитных взаимодействий дефект составляет величину порядка 
= 
, где 
- постоянная тонкой структуры, что очень мал, но для сильных взаимодействий он может стать значительным.
Определим полную энергию релятивистской частицы. Полагая 
находим
, 
, (6.5)
(6.6)
- энергия покоя частицы в потенциальном поле 
. Она определяет энергию связи и показывает, что дефект массы вызван изменением потенциальной энергии частицы.
Эти формулы обобщают соответствующие формулы СТО и в обширных комментариях не нуждаются.
Похожие работы
... ядерной энергетики, так как позволило оценить ту значительную энергию, которая должна высвобождаться при делении тяжелых и слиянии легких ядер. Заключение Теория относительности А.Эйнштейна – физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физических процессов. Так как закономерности, устанавливаемые теорией относительности, – общие для всех физических процессов, то ...
... построения"(5). И т.п. Рассматриваемая книга В.Степина воспринималась в бывшем советском и воспринимается в нынеш-нем постсоветском философском сообществе, как закрывшая вопрос о принципиальной возможности аксиоматической перестройки произ-вольной теории, причем закрывшая его негативно. Поэтому остановимся на том, что сделал В.Степин в этой книге подробней. Прежде всего следует отметить, что ...
... . С расширением замкнутого объема электрические массы вещества расходятся относительно друг друга, образуется свободное пространство. Становится возможным взаимное перемещение масс, перераспределение их плотности. 4. Единая теория поля 4.1. Электромагнитные колебания В пространстве-времени, образованном гравитационными массами одного знака, электрическое поле равно нулю, вещество электрически ...
... РВССОШ не сопровождается изменением его гамильтониана, а претендующие на роль гравитонов «ненаблюдаемые квазичастицы» не регистрируемы ни в каких физических экспериментах ни непосредственно, ни косвенно. Ввиду глобальной калибровочности эволюционного процесса, происходящего в микромире, все явления, непосредственно или косвенно связанные в СОФВ с наличием этих «ненаблюдаемых квазичастиц», (в том ...
0 комментариев