Efectul Shapiro

Dilatarea timpului gravitațional implică un alt efect numit efect Shapiro (cunoscut și ca întârziere a semnalului gravitațional ).

Din cauza acestui efect, semnalele electromagnetice călătoresc mai mult în câmpul gravitațional decât în absența acestui câmp.

Istoricul descoperirilor

Efectul a fost observat pentru prima dată în 1964 de către astrofizicianul american Irwin Shapiro . Shapiro a propus un experiment în care undele radio au sărit de pe suprafața lui Venus și Mercur și s-au întors pe Pământ. Calculele lui Shapiro au prezis că într-o anumită locație a Pământului, Soarelui și Venus, timpul de întârziere așteptat al semnalului ca urmare a influenței câmpului gravitațional al Soarelui ar fi de ordinul a 200 de microsecunde [1] .

Primele date experimentale obținute în 1966-1967 la observatorul MIT au coincis cu predicțiile lui Shapiro [2] . De atunci, corecțiile au fost confirmate de experimente mai precise atât în sistemul solar, cât și în sisteme binare compacte de stele.

Calcul de întârziere

Calcularea timpului de întârziere pentru lumină într-un câmp de masă punctual

Pentru un semnal luminos care trece printr-o masă punctiformă M , întârzierea poate fi calculată folosind următoarea formulă:

\Delta t=-{\frac {2GM}{c^{3}}}\ln(1-\mathbf {R} \cdot \mathbf {x}).

Aici , este un vector unitar direcționat de la observator la sursă și este un vector unitar direcționat de la observator la punctul gravitațional. $\mathbf {R}$ $\mathbf {x}$

Formula poate fi rescrisă într-o formă diferită:

\Delta x=-R_{s}\ln(1-\mathbf {R} \cdot \mathbf {x}),

unde este creșterea efectivă a drumului luminii și este raza Schwarzschild a masei de atragere. $\Delta x$ $R_{s}={\frac {2GM}{c^{2}}}$

Note

↑ Irwin I. Shapiro. Al patrulea test de relativitate generală (engleză) // Physical Review Letters : jurnal. - 1964. - Vol. 13 . - P. 789-791 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.13.789 .
↑ Irwin I. Shapiro, Gordon H. Pettengill, Michael E. Ash, Melvin L. Stone, William B. Smith, Richard P. Ingalls și Richard A. Brockelman. Al patrulea test de relativitate generală: rezultate preliminare (engleză) // Physical Review Letters : jurnal. - 1968. - Vol. 20 . - P. 1265-1269 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.20.1265 .

Link -uri

S-a descoperit o stea cu neutroni foarte mare (ilustrare a efectului Shapiro)