Deviația gravitațională a luminii

Deviația gravitațională a luminii este o schimbare a direcției de propagare a luminii într-un câmp gravitațional. Este o consecință a principiului echivalenței . A fost calculat pentru prima dată de A. Einstein în 1916 [1] O consecință importantă a deviației gravitaționale a luminii este efectul lentilei gravitaționale în astronomie.

mecanica newtoniana

Să considerăm lumina ca un flux de fotoni cu masă și viteză , zburând cu o distanță de impact în jurul unui punct material cu masă . Să direcționăm axa sistemului de coordonate de-a lungul distanței de impact, iar axa este perpendiculară pe aceasta. Conform legii gravitației universale , forța transversală care acționează asupra unui foton cu coordonate este , unde se măsoară perpendicular pe distanța de impact. Conform teoremei privind modificarea momentului unghiular , modificarea impulsului fotonului pe direcția transversală este egală cu impulsul forței transversale: . Pentru a modifica viteza unui foton pe direcția transversală, obținem: . Deci, deviația unghiulară a unui fascicul de lumină într-un câmp gravitațional, conform mecanicii lui Newton, este [2] . $m$ $c$ $R$ $M$ $X$ $Y$ $F_{x)$ $R,y$ $F_{x}=-GMm{\frac {R}{(R^{2}+y^{2})^{3/2)))$ $y$ $\Delta P=m\Delta v=\int F_{x}dt=\int F_{x}{\frac {dy}{c}}={\frac {1}{c}}\int F_ {x}dy$ $\Delta v\aprox -{\frac {2GMR}{c}}\int _{0}^{\infty }{\frac {dy}{(R^{2}+y^{2}) ^{3/2}}}\aprox -{\frac {2GM}{cR}}$ $\varphi \aprox {\frac {\Delta v}{c)}\aproximativ {\frac {2GM}{Rc^{2)}}$

Relativitatea generală

În relativitatea generală, calculul devierii unui fascicul de lumină într-un câmp gravitațional se bazează pe ecuațiile mișcării . Ca urmare a calculelor, valoarea obţinută este de două ori mai mare decât în mecanica lui Newton [3] : . Este confirmat de numeroase experimente [4] . ${\frac {d^{2}x^{\mu }}{dp^{2}}}+\Gamma _{\nu \lambda }^{\mu }{\frac {dx^{\ nu }}{dp}}{\frac {dx^{\lambda }}{dp}}$ $\varphi ={\frac {4GM}{Rc^{2}})$

Vezi și

Lentila gravitațională

Note

↑ Einstein A. Fundamentele teoriei generale a relativității // Culegere de lucrări științifice în 4 volume. Volumul 1. - M .: Nauka, 1965. - S. 503.
↑ C. Kittel, W. Knight, M. Ruderman Berkeley Physics Course. T. 1. Mecanica. - M .: Nauka, 1975. - S. 445.
↑ S. Weinberg Gravitație și cosmologie. — M.: Nauka, 1975. — S. 201-206.
↑ Ginzburg V. L. „Verificarea experimentală a teoriei generale a relativității” Copie de arhivă din 26 septembrie 2020 la Wayback Machine // UFN 59 11–49 (1956)

Literatură

Fock V. A. Teoria spațiului, timpului și gravitației. — M. : TTI, 1956. — 504 p.