Открыть главное меню

Гравитационное замедление времени влечёт за собой ещё один эффект, названный эффектом Шапиро (также известный как гравитационная задержка сигнала).

Из-за этого эффекта в поле тяготения электромагнитные сигналы идут дольше, чем в отсутствие этого поля.

История открытияПравить

Впервые эффект был отмечен в 1964 году американским астрофизиком Ирвином Шапиро. Шапиро предложил эксперимент, в ходе которого радиоволны отражались от поверхности Венеры и Меркурия и возвращались на Землю. Вычисления Шапиро предсказывали, что при некотором расположении Земли, Солнца и Венеры ожидаемое время задержки сигнала в результате воздействия гравитационного поля Солнца будет порядка 200 микросекунд[1].

Первые экспериментальные данные, полученные в 1966—1967 годах в обсерватории MIT, совпали с предсказаниями Шапиро[2]. С тех пор поправки были подтверждены более точными экспериментами как в Солнечной системе, так и в компактных системах двойных звёзд.

Вычисление задержкиПравить

Вычисление задержки времени для света в поле точечной массыПравить

Для светового сигнала, проходящего мимо точечной массы M, задержка может быть вычислена по следующей формуле:

 

Здесь   — единичный вектор, направленный от наблюдателя к источнику, а   — единичный вектор, направленный от наблюдателя к гравитирующей точке.

Формула может быть переписана в другом виде:

 

где   — эффективное увеличение пути света, а  радиус Шварцшильда притягивающей массы.

ПримечанияПравить

  1. Irwin I. Shapiro. Fourth Test of General Relativity (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1964. — Vol. 13. — P. 789—791. — DOI:10.1103/PhysRevLett.13.789.
  2. Irwin I. Shapiro, Gordon H. Pettengill, Michael E. Ash, Melvin L. Stone, William B. Smith, Richard P. Ingalls, and Richard A. Brockelman. Fourth Test of General Relativity: Preliminary Results (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1968. — Vol. 20. — P. 1265—1269. — DOI:10.1103/PhysRevLett.20.1265.

СсылкиПравить