Šviesos spindulių nukreipimas erdvėje. Poliarizuota šviesa padėjo atskleisti kai kurias detales, susijusias su mūsų visatos raida

Nuo mokyklos buvome mokomi, kad šviesos greičio viršyti neįmanoma, todėl žmogaus judėjimas kosmose yra didelė neišsprendžiama problema (kaip nuskristi į artimiausią Saulės sistemą, jei šviesa šį atstumą gali įveikti vos per kelis tūkstantį metų?). Galbūt amerikiečių mokslininkai rado būdą skristi super greičiu, ne tik neapgaudinėjant, bet ir vadovaujantis esminiais Alberto Einšteino dėsniais. Bet kuriuo atveju taip tvirtina erdvės deformacijos variklio projekto autorius Haroldas White'as.

Redakcijoje šią naujieną įvertinome absoliučiai fantastiškomis, todėl šiandien, Kosmonautikos dienos išvakarėse, žurnalui „Popular Science“ publikuojame Konstantino Kakaeso reportažą apie fenomenalų NASA projektą, kurio sėkmės atveju žmogus galės keliauti ir toliau. saulės sistema.

2012 m. rugsėjį keli šimtai mokslininkų, inžinierių ir kosmoso entuziastų susirinko į antrąjį viešą grupės susitikimą, pavadintą „100 Year Starship“. Grupei vadovauja buvęs astronautas Mai Jemison ir įkūrė DARPA. Konferencijos tikslas – „per ateinančius šimtą metų padaryti galimybę žmonėms keliauti už Saulės sistemos ribų į kitas žvaigždes“. Dauguma konferencijos dalyvių pripažįsta, kad pažanga pilotuojamų kosmoso tyrinėjimų srityje yra per maža. Nepaisant milijardų dolerių, išleistų per pastaruosius kelis ketvirčius, kosmoso agentūros gali padaryti beveik tiek pat, kiek galėjo septintajame dešimtmetyje. Tiesą sakant, 100 metų žvaigždėlaivis buvo sušauktas visa tai išspręsti.

Bet eikime prie esmės. Po kelių dienų konferencijos jos dalyviai pasiekė fantastiškiausias temas: organų regeneraciją, organizuotos religijos problemą laive ir pan. Vienas iš įdomesnių 100 metų Starship susitikimo pranešimų vadinosi „Įtempimo lauko mechanika 102“, kurį skaitė Haroldas „Sonny“ White'as iš NASA. Agentūros veteranas White'as vadovauja pažangiai impulsų programai Johnson Space Center (JSC). Kartu su penkiais kolegomis jis sukūrė kosminių varomųjų sistemų veiksmų planą, kuriame išdėstyti NASA ateities kosminių kelionių tikslai. Plane išvardyti visų rūšių varomieji projektai, pradedant pažangiomis cheminėmis raketomis ir baigiant toli siekiančiais patobulinimais, tokiais kaip antimedžiaga ar branduolinės mašinos. Tačiau White'o tyrimų sritis yra futuristiškiausia iš visų: ji susijusi su erdvės deformacijos varikliu.

Taip dažniausiai vaizduojamas Alkubjero burbulas

Pagal planą toks variklis užtikrins judėjimą erdvėje greičiu, viršijančiu šviesos greitį. Visuotinai pripažįstama, kad tai neįmanoma, nes tai akivaizdus Einšteino reliatyvumo teorijos pažeidimas. Tačiau White'as sako priešingai. Patvirtindamas savo žodžius, jis apeliuoja į vadinamuosius Alkubjero burbulus (lygtis, gautas iš Einšteino teorijos, pagal kurią kūnas kosminėje erdvėje gali pasiekti superluminalinį greitį, skirtingai nei kūnas normaliomis sąlygomis). Pristatyme jis paaiškino, kaip pastaruoju metu pasiekė teorinių rezultatų, kurie tiesiogiai veda prie tikro erdvės deformacijos variklio sukūrimo.

Akivaizdu, kad visa tai skamba visiškai fantastiškai: tokie pokyčiai yra tikra revoliucija, kuri išlaisvins rankas visiems pasaulio astrofizikams. Užuot praleidę 75 000 metų keliaudami į Alfa Kentaurį, artimiausią mums žvaigždžių sistemą, astronautai laive su šiuo varikliu galėtų nukeliauti per porą savaičių.


Atsižvelgdama į šaudyklų programos pabaigą ir didėjantį privačių skrydžių į žemą Žemės orbitą vaidmenį, NASA teigia, kad vėl sutelkia dėmesį į toli siekiančius, daug drąsesnius planus, kurie neapsiriboja kelionėmis į Mėnulį. Šiuos tikslus galima pasiekti tik kuriant naujas variklių sistemas – kuo greičiau, tuo geriau. Praėjus kelioms dienoms po konferencijos NASA vadovas Charlesas Boldenas pakartojo White'o žodžius: „Norime keliauti greičiau nei šviesos greitis ir nesustodami Marse“.

IŠ KUR MES ŽINOME APIE ŠĮ VARIKLĮ

Pirmasis populiarus posakis „kosmoso metmenų variklis“ buvo vartojamas 1966 m., kai Jen Roddenberry išleido „Star Trek“. Kitus 30 metų šis variklis egzistavo tik kaip šios mokslinės fantastikos serijos dalis. Fizikas, vardu Miguelis Alcubierre'as, žiūrėjo serialo epizodą kaip tik tuo metu, kai studijavo bendrosios reliatyvumo teorijos daktaro laipsnį ir svarstė, ar iš tikrųjų įmanoma sukurti erdvės metmenų variklį. 1994 m. jis paskelbė dokumentą, kuriame išdėstė šią poziciją.


Alcubierre'as įsivaizdavo burbulą erdvėje. Priekinėje burbulo dalyje laikas-erdvė susitraukia, o gale plečiasi (kaip, anot fizikų, atsitiko per Didįjį sprogimą). Dėl deformacijos laivas sklandžiai slys erdvėje, tarsi jis banguotų, nepaisant aplinkinio triukšmo. Iš esmės deformuotas burbulas gali judėti taip greitai, kaip norima; šviesos greičio apribojimai, pagal Einšteino teoriją, galioja tik erdvėlaikio kontekste, bet ne tokiems erdvės laiko iškraipymams. Burbulo viduje, kaip manė Alcubierre'as, erdvėlaikis nepasikeis ir kosmoso keliautojams nepadarys jokios žalos.

Einšteino lygtis bendrojoje reliatyvumo teorijoje sunku išspręsti viena kryptimi, išsiaiškinant, kaip materija lenkia erdvę, tačiau tai įmanoma. Naudodamas juos Alcubierre'as nustatė, kad materijos pasiskirstymas yra būtina sąlyga deformuoto burbulo susidarymui. Vienintelė problema yra ta, kad sprendimai lėmė neapibrėžtą materijos formą, vadinamą neigiama energija.

Paprastai tariant, gravitacija yra traukos jėga tarp dviejų objektų. Kiekvienas objektas, nepaisant jo dydžio, daro tam tikrą traukos jėgą aplinkinei medžiagai. Pasak Einšteino, ši jėga yra erdvės laiko kreivumas. Tačiau neigiama energija yra gravitaciškai neigiama, tai yra, atstumianti. Užuot sujungusi laiką ir erdvę, neigiama energija juos atstumia ir atskiria. Grubiai tariant, kad toks modelis veiktų, Alcubierre'ui reikia neigiamos energijos, kad praplėstų erdvėlaikį už laivo.

Nepaisant to, kad neigiamos energijos niekas iš tikrųjų niekada nematavo, pagal kvantinę mechaniką ji egzistuoja, o ją sukurti mokslininkai išmoko laboratorijoje. Vienas iš būdų jį atkurti yra per Kazimiero efektą: dvi lygiagrečiai laidžios plokštės, esančios arti viena kitos, sukuria tam tikrą neigiamos energijos kiekį. Silpnoji Alcubierre modelio vieta yra ta, kad jam reikia daug neigiamos energijos, kuri gali būti pagaminta keliomis eilėmis daugiau, nei mokslininkai įvertino.

White'as sako, kad rado būdą, kaip apeiti šį apribojimą. Kompiuteriniu modeliavimu White'as modifikavo deformacijos lauko geometriją taip, kad teoriškai jis galėtų sukurti deformuotą burbulą, naudodamas milijonus kartų mažiau neigiamos energijos, nei apskaičiavo Alcubierre'as, ir galbūt pakankamai mažai, kad erdvėlaivis galėtų turėti priemones jam sukurti. "Atradimai, - sako White'as, - pakeičia Alcubierre'o metodą iš nepraktiško į visiškai patikimą".

ATASKAITA IŠ WHITE'S LAB

Džonsono kosmoso centras yra netoli Hiustono lagūnų, su vaizdu į Galvestono įlanką. Centras yra šiek tiek panašus į priemiesčio koledžo miestelį, skirtas tik astronautų mokymui. Apsilankymo dieną White'as pasitinka mane 15 pastate – kelių aukštų koridorių, biurų ir laboratorijų labirinte, kuriame atliekami variklio bandymai. White'as vilki „Eagleworks“ polo marškinėlius (taip jis vadina savo variklio eksperimentus), išsiuvinėtus virš futuristinio erdvėlaivio skrendančiu ereliu.


White'as savo karjerą pradėjo kaip inžinierius, atlikdamas tyrimus kaip robotų grupės dalis. Baigdamas plazmos fizikos mokslų daktaro laipsnį, jis galiausiai pradėjo vadovauti visam TKS robotikos sparnui. Tik 2009 metais jis pakeitė savo pomėgius į judesio studijas, ir ši tema jį taip sužavėjo, kad tapo pagrindine priežastimi, kodėl jis išvyko dirbti į NASA.

„Jis gana neįprastas žmogus“, – sako jo viršininkas Johnas Applewhite'as, vadovaujantis varomųjų sistemų padaliniui. – Jis neabejotinai yra didelis svajotojas, bet kartu ir talentingas inžinierius. Jis žino, kaip savo fantazijas paversti tikru inžineriniu produktu. Maždaug tuo pačiu metu, kai jis prisijungė prie NASA, White'as paprašė leidimo atidaryti savo laboratoriją, skirtą pažangioms varymo sistemoms. Jis pats sugalvojo pavadinimą „Eagleworks“ ir netgi paprašė NASA sukurti jo specializacijos logotipą. Tada prasidėjo šis darbas.

White'as veda mane į savo biurą, kuriuo dalijasi su kolega, ieškančiu vandens Mėnulyje, o paskui nusileidžia į Eagleworks. Vaikščiodamas jis pasakoja man apie savo prašymą atidaryti laboratoriją ir vadina tai „ilgu sudėtingu procesu ieškant pažangaus judėjimo, kuris padėtų žmogui tyrinėti erdvę“.

White'as parodo man objektą ir parodo jo pagrindinę funkciją – tai, ką jis vadina „kvantiniu vakuuminiu plazmos varikliu“ (QVPT). Šis prietaisas atrodo kaip didžiulė raudona aksominė spurga su laidais, tvirtai apvyniotais aplink šerdį. Tai viena iš dviejų „Eagleworks“ iniciatyvų (kita – „Warp drive“). Tai taip pat yra slapta plėtra. Kai paklausiu, kas tai yra, White'as sako, kad viskas, ką jis gali pasakyti, yra tai, kad technologija yra dar šaunesnė nei metmenų pavara.) Pagal 2011 m. White'o parašytą NASA ataskaitą, laivas naudoja kvantinius svyravimus tuščioje erdvėje kaip kuro šaltinį, o tai reiškia, kad QVPT varomam erdvėlaiviui degalų nereikės.


Variklis naudoja kvantinius svyravimus tuščioje erdvėje kaip kuro šaltinį,
o tai reiškia erdvėlaivį,
varomas QVPT, nereikalauja kuro.

Kai prietaisas veikia, White'o sistema atrodo kinematografiškai tobula: lazerio spalva yra raudona, o du spinduliai sukryžiuoti kaip kardai. Žiedo viduje yra keturi keraminiai kondensatoriai, pagaminti iš bario titanato, kurį White įkrauna esant 23 000 voltų. White'as pastaruosius dvejus su puse metų praleido kurdamas eksperimentą ir sako, kad kondensatoriai turi didžiulę potencialią energiją. Tačiau kai paklausiu, kaip sukurti neigiamą energiją, reikalingą iškreiptam erdvėlaikiui, jis vengia atsakyti. Jis aiškina, kad pasirašė neatskleidimo sutartį, todėl detalių atskleisti negali. Klausiu, su kuo jis sudarė šias sutartis. Jis sako: „Su žmonėmis. Jie ateina ir nori pasikalbėti. Negaliu jums pateikti daugiau informacijos“.

VARIKLIO IDĖJOS PRIEŠININKAI

Kol kas iškreipta kelionių teorija yra gana intuityvi – iškreipia laiką ir erdvę, kad susidarytų judantis burbulas – ir ji turi keletą reikšmingų trūkumų. Net jei White'as žymiai sumažintų neigiamos energijos kiekį, reikalingą Alcubierre'ui, tam vis tiek prireiktų daugiau, nei gali pagaminti mokslininkai, sako Lawrence'as Fordas, fizikas iš Tuftso universiteto, per pastaruosius 30 metų parašęs daugybę darbų neigiamos energijos tema. . Fordas ir kiti fizikai teigia, kad egzistuoja esminiai fiziniai apribojimai, ne tiek dėl inžinerinių trūkumų, kiek dėl to, kad toks neigiamos energijos kiekis negali ilgai egzistuoti vienoje vietoje.

Kitas iššūkis: norėdami sukurti metmenų rutulį, kuris skrieja greičiau nei šviesa, mokslininkai turės generuoti neigiamą energiją aplink erdvėlaivį ir virš jo. White nemano, kad tai yra problema; jis labai miglotai atsako, kad variklis greičiausiai veiks dėl kažkokio esamo „aparato, kuris sukuria būtinas sąlygas“. Tačiau šių sąlygų sukūrimas priešais laivą reikštų nuolatinį neigiamos energijos tiekimą, keliaujančią greičiau nei šviesos greitis, o tai vėlgi prieštarauja bendrajam reliatyvumui.

Galiausiai erdvės deformacijos variklis kelia konceptualų klausimą. Bendrojoje reliatyvumo teorijoje, kelionė superluminal greičiu prilygsta keliavimui laiku. Jei toks variklis yra tikras, White'as sukuria laiko mašiną.

Šios kliūtys kelia rimtų abejonių. „Nemanau, kad mums žinoma fizika ir fizikos dėsniai leidžia tikėti, kad jis ką nors pasieks savo eksperimentais“, – sako Kenas Olumas, Tuftso universiteto fizikas, taip pat dalyvavęs diskusijose apie egzotišką varomą laivą „Starship 100th“. Jubiliejinis susitikimas“. Noah Graham, Middlebury koledžo fizikas, mano prašymu perskaitęs du White'o darbus, man atsiuntė el. laišką: „Nematau jokių vertingų mokslinių įrodymų, išskyrus nuorodas į ankstesnius jo darbus“.

Alcubierre'as, dabar fizikas iš Nacionalinio autonominio Meksikos universiteto, turi savo abejonių. „Net jei stovėčiau erdvėlaivyje ir turėčiau neigiamos energijos, niekaip negalėčiau jos įdėti ten, kur reikia“, – sako jis man telefonu iš savo namų Meksikoje. – Ne, idėja magiška, man patinka, pati parašiau. Tačiau jame yra keletas rimtų trūkumų, kuriuos matau dabar, bėgant metams, ir nežinau nei vieno būdo, kaip juos ištaisyti.

SUPER GREITIO ATEITIS

Į kairę nuo pagrindinių Johnsono mokslo centro vartų ant šono guli raketa Saturn V, jos pakopos atskirtos, kad būtų parodytas jos vidinis turinys. Tai milžiniška – vienas iš daugelio jo variklių yra mažo automobilio dydžio, o pati raketa pora pėdų ilgesnė už futbolo aikštę. Tai, žinoma, gana iškalbingas kosminės navigacijos ypatumų įrodymas. Be to, jai 40 metų, o laikas, kuriam ji atstovauja, kai NASA buvo didžiulio nacionalinio plano pasiųsti žmogų į Mėnulį dalis, jau seniai praėjo. Šiandien JSC yra tiesiog vieta, kuri kažkada buvo puiki, bet nuo to laiko paliko kosmoso avangardą.

Proveržis gali reikšti naują JSC ir NASA erą ir tam tikru mastu dalis tos eros prasideda dabar. 2007 metais paleistas zondas Dawn tiria asteroido žiedą naudodamas jonų variklius. 2010 m. japonai užsakė pirmąjį tarpplanetinį žvaigždėlaivį „Icarus“, varomą saulės bure – kito eksperimentinio varymo tipo. O 2016 m. mokslininkai planuoja išbandyti VASMIR – plazma varomą sistemą, sukurtą specialiai didelės varomosios jėgos traukai TKS. Tačiau kai šios sistemos gali nugabenti astronautus į Marsą, jos vis tiek negalės jų iškelti už Saulės sistemos ribų. White'o teigimu, kad tai pasiektų, NASA turės imtis rizikingesnių projektų.


„Warp drive“ yra turbūt labiausiai nutolusios Nas pastangos kurti judėjimo projektus. Mokslo bendruomenė sako, kad White negali to sukurti. Ekspertai teigia, kad tai prieštarauja gamtos ir fizikos dėsniams. Nepaisant to, NASA remia projektą. „Tai nėra subsidijuojama tokiu aukštu vyriausybės lygiu, koks turėtų būti“, – sako Applewhite. - Manau, kad vadovybė yra ypatingai suinteresuota, kad jis tęstų savo darbą; Tai viena iš tų teorinių koncepcijų, kuri, jei pasiseka, visiškai pakeičia žaidimą.

Sausio mėnesį White'as surinko įtempimo interferometrą ir perėjo prie kito savo tikslo. Eagleworks išaugo savo namus. Naujoji laboratorija yra didesnė ir, kaip jis entuziastingai pareiškia, „seismiškai izoliuotas“, o tai reiškia, kad jis yra apsaugotas nuo vibracijų. Tačiau turbūt geriausias dalykas naujojoje laboratorijoje (ir pats įspūdingiausias) yra tai, kad NASA suteikė White'ui tokias pačias sąlygas, kokias Mėnulyje turėjo Neilas Armstrongas ir Buzzas Aldrinas. Na, pažiūrėsim.

Bet kuri teorija galioja, jei jos pasekmes patvirtina patirtis. Taip atsitiko su daugeliu gerai žinomų teorijų, įskaitant Einšteino bendrosios reliatyvumo teoriją. Tai buvo savalaikis ir būtinas fizikos etapas, kurį patvirtino daugybė eksperimentų. Esminis jos elementas buvo gravitacijos, kaip erdvės kreivumo, vaizdavimas, kurį galima apibūdinti įvairiomis metrikomis (erdvės geometrija). Pagal žvaigždžių ir galaktikų erdvės kreivumą šviesos spindulius nukreipia gravitacija. Astronominiai stebėjimai puikiai patvirtino šią geometrinę koncepciją. Bendrosios reliatyvumo teorijos dirbtinumas vis dar kelia kai kurių fizikų abejonių ir nepasitenkinimą. Būtina rasti fizinį pagrindą stebimiems reiškiniams ir apskritai gravitacijos pobūdžiui. Autorius iškėlė hipotezę apie gravitacijos prigimtį. Jis pagrįstas vakuuminės struktūros elektrinio komponento tyrimu ir vėliau buvo papildytas magnetinio kontinuumo komponentu. Šioje formoje fizinis vakuumas yra elektromagnetinių bangų (EMW) sklidimo terpė; medžiagos gimimas, kai į ją įvedama reikiama energija; aplinka elektronų „leidžiamoms orbitoms“ susidaryti atomuose, dalelių banginės savybės ir kt.

Šviesos greitis kosmose nėra pastovus. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp vakuumo teorijos ir A. Einšteino teorijų. Remiantis astronominiais stebėjimais ir vakuuminės struktūros teorija, siūloma tokia šviesos greičio priklausomybės nuo gravitacijos pagreičio formulė:

(1)

α –1 = 137,0359895 – spinduliuotės smulkiosios struktūros konstantos grįžtamoji vertė;

r= 1,39876·10 –15 m – vakuuminės konstrukcijos elektrinio komponento dipolio atstumas;

g[m/s 2 ] – vietinis gravitacijos pagreitis;

E σ = 0,77440463 [ a –1 m 3 c–3 ] – specifinė vakuumo elektrinė poliarizacija;

S= 6,25450914 10 43 [ a· s· m–4 ] – vakuumo deformacinė poliarizacija.

Žinodami šviesos greitį, išmatuotą Žemės sąlygomis 2,99792458(000000) 10 8 m/s, greitį nustatome pagal formulę (1) kosmose Su 0 = 2,997924580114694·10 8 m/s. Jis mažai skiriasi nuo Žemės šviesos greičio ir nustatomas 9 skaitmenų po kablelio tikslumu. Toliau tobulinant Žemės šviesos greitį, rodoma erdvės reikšmė pasikeis. Iš Fresnelio ir Huygenso šviesos bangų teorijos žinoma, kad lūžio rodiklis pereinant iš terpės greičiu Su 0 trečiadienį greičiu s e lygus

Mūsų atveju spindulio kritimo kampas į saulės paviršiaus normalią yra lygus i 0 =90°. Norint įvertinti saulės šviesos nukreipimo dydį, galima paminėti du šviesos sklidimo modelius.

1. Šviesos lūžio modelis pereinant iš „tuščios“ puserdvės į puserdvę, kurios saulės gravitacijos pagreitis yra 273,4 m/s 2 . Natūralu, kad šis paprasčiausias modelis duos sąmoningai neteisingą rezultatą, būtent: pagal nurodytą lūžio rodiklį kampas nustatomas kaip

13,53" (lanko sekundės).

2. Tikslesnis modelis turi būti apskaičiuotas naudojant diferencialinį-integralinį metodą, pagrįstą spindulių sklidimo funkcija, didėjimo ir mažėjimo srityje pagal dėsnį 1/ R 2 Saulės gravitacinis potencialas. Pagalba atėjo iš visiškai netikėtos krypties – iš seismologijos. Seismologijoje išspręsta tamprių bangų pluošto eigos Žemėje iš šaltinio (žemės drebėjimo, požeminio atominio sprogimo) nustatymo paviršiuje ir jo išėjimo kampo iki priešingos Žemės pusės nustatymo problema. Išėjimo kampas bus norima analogija Saulės spindulio nukreipimui nuo šaltinio arba sferoje, kuri apima Žemės orbitą, arba dideliu atstumu nuo Saulės. Seismologijoje yra paprasta formulė seisminės bangos išėjimo kampui nustatyti naudojant pastovų spindulio parametrą.

p = [R 0 / V(R)] cos( i) = konst, Kur:

R 0 – Žemės spindulys; V(R) yra tampriųjų bangų greičio, priklausančio nuo atstumo (spindulio nuo Žemės centro), funkcija; i– išėjimo kampas.

Transformuokime seismologinę kosminių atstumų ir šviesos greičio formulę:

M s– Saulės masė. R– nustatytas kintamas rutulio, kurios centre yra Saulė, spindulys kartu spindulys į šviesos šaltinį, einantį arti Saulės; 2.062648·10 5 – kampo radianų perskaičiavimas į sekundes.

Kyla klausimas dėl šios formulės konstantos. Jį galima išspręsti remiantis mokslui gerai žinomomis pagrindinėmis pasaulio konstantomis. Eksperimentinis įlinkio kampas yra 1,75 colio.

Remdamiesi šia verte, mes tai nustatome

konst = Δ t konst (M x R 2 saulė / M saulė R x 2) / (π · 137,0359) 2 .

Skaičius π ir smulkiosios struktūros konstantos atvirkštinė vertė yra pagrindinės mūsų šiuolaikinio pasaulio konstantos. Δ skaičius t konst = 1[s] būtinas norint įvesti matmenį. Požiūris ( M x R 2 saulė / M saulė R x 2) – įvestas visoms įmanomoms Visatoje masėms ir jų dydžiams, kaip įprasta astronomijoje: visas mases ir dydžius sumažinti iki saulės parametrų.

Fig. 1 paveiksle parodyta saulės spindulio nukreipimo kampo priklausomybė nuo atstumo iki jo šaltinio.

Ryžiai. 1.Šviesos pluošto nukreipimo į saulę kampo priklausomybė nuo atstumo iki šaltinio palei kelią, einantį šalia Saulės

Mes visiškai atitikome tikslius eksperimentinius duomenis. Įdomu, kad šaltiniui judant Žemės trajektoriją atitinkančios sferos viduje, pagal paveikslo grafiką mažėja spindulio nukreipimo kampas nuo Saulės. Šios teorijos prognozė yra tokia, kad šviesos spindulys iš šaltinio, esančio Saulės paviršiuje arba šalia jo, nukreips tik 1,25 colio.

Schwarzschildo sprendimas:

Čia Rg = 2MG / c 2 – Schwarzschildo spindulys arba gravitacinis spindulys.

Šviesos spindulio nukreipimas i = 4MG / c 2 R= 1,746085", kur R– smūgio atstumas, mūsų atveju lygus Saulės spinduliui.

1 formulė suteikia: i= 1,746054". Skirtumas yra tik 5 skaitmuo.

  1. Gauti rezultatai rodo bent jau siūlomos koncepcijos nuoseklumą. Vadinamųjų „gravitacinių lęšių“ susidarymas erdvėje taip pat paaiškinamas šviesos greičio priklausomybe nuo gravitacijos.
  2. Bendrojoje reliatyvumo teorijoje ir vakuumo teorijoje yra tie patys eksperimentiniai patvirtinimai.
  3. Bendrasis reliatyvumas yra daugiau geometrinė teorija, kurią papildo Niutono gravitacijos dėsnis.
  4. Vakuumo teorija remiasi tik fiziniais ryšiais, kurie leido atrasti gravitaciją vakuuminės poliarizacijos pavidalu, esant masėms, kurias traukia vakuuminė struktūra pagal Faradėjaus indukcijos dėsnius.
  5. Bendroji reliatyvumo teorija išnaudojo fizikos raidos galimybes, vakuumo teorija atvėrė galimybę tyrinėti vakuumą kaip natūralią aplinką ir atveria kelius fizikos ir su vakuumo savybėmis susijusių technologijų pažangai.

Baigdamas reiškiu didelį dėkingumą astrofizikui P.A. Tarakanovui už labai naudingą komentarą apie kintamą masę nukreipimo spindulio formulėje, kur galima pakeisti Saulės masę bet kokia kita mokslui žinoma mase.

Literatūra

  1. Rykovas A.V. Gamtos fizikos pradžia // OIPHZ RAS, 2001, p. 54.
  2. Savarensky E.F., Kirnos D.P. Seismologijos ir seismometrijos elementai // Būklė. techninė-teorinė. Publikuota, M.: 1955, p. 543.
  3. Cliffordas M. Willas. Bendrojo reliatyvumo teorijos ir eksperimento priešprieša // Fizinio apžvalgininko išankstinis leidinys (arXiv: gr- qc/ 0103036 v1, 2001 m. kovo 12 d.).

Juoda erdvė

Dieną virš žemės matome mėlyną dangų, nes saulės šviesą atspindi oro molekulės, kaip milijonai mažų veidrodžių. Tačiau Mėnulyje, kur nėra atmosferos, dangus juodas, o žvaigždės matomos net saulei šviečiant. Tas pats pasakytina ir apie kosmosą. Tai tuštuma, kurioje yra per mažai molekulių, kad būtų galima grąžinti atspindėtą saulės šviesą stebėtojui.

Todėl net jei ryškiai šviečia karšta Saulė, kosmosas vis tiek atrodo kaip bauginanti juoda bedugnė.

Kodėl erdvė juoda, nepaisant žvaigždžių šviesos?

Paslaptingas kosmoso tamsumas yra tikra paslaptis, dėl kurios mokslininkai ginčijasi daugelį šimtų metų. Kodėl visos mūsų Visatos žvaigždės nešviečia lygia, akinama šviesa? Kodėl dangus naktį juodas? Astronomas Thomas Diggsas šiuo klausimu susidomėjo XVI amžiuje. Diggsas buvo įsitikinęs, kad Visata neturi galo ar krašto ir tęsiasi be galo į visas puses, kad Visata egzistavo amžinai ir išliks amžinai, o Visatoje yra nesuskaičiuojama daugybė žvaigždžių.

Olberso paradoksas

Jis samprotavo, jei dangus užpildytas begaliniu žvaigždžių skaičiumi, tada visur, kur žiūrėsime, turi būti žvaigždžių. Dangus, padengtas tolimų saulės spindulių, apakintų mus ryškia šviesa. Bet tai neįvyksta. Diggsas niekada neišsprendė šio galvosūkio. XIX amžiaus vokiečių astronomas Wilhelmas Olbersas taip pat daugelį metų domėjosi šiuo klausimu. O problema, kodėl naktinis dangus atrodo tamsus, vadinama „Olberso paradoksu“.

Kovo mėnesį amerikiečių kosmologai iš Prinstono, besispecializuojantys eksperimentinėje astrofizikoje, paskelbė apie pirmąjį tiesioginį atradimą, kad mūsų Visata pačioje ankstyvoje jos atsiradimo stadijoje patyrė neįsivaizduojamai greitą plėtimąsi. Tyrėjai pastebėjo vadinamuosius „pirmosios“ šviesos, sukurtos kosmose, poliarizacijos modelius praėjus vos 380 000 metų po Didžiojo sprogimo. Šis reiškinys vadinamas kosminiu mikrobangų fonu. Tyrėjų teigimu, modeliai gali atsirasti tik dėl gravitacinių bangų – kosmoso audinio bangelių – plintančių infliacijos metu. Jei atradimų rezultatai bus patikimi, mokslininkai gali gauti pasiūlymą tolesniam darbui Stokholme.

Poliarizuota šviesa

Tačiau po pirmųjų teigiamų rezultatų kiti kosmologai greitai pradėjo kruopštų darbą nustatydami prieštaravimus. Pastarosiomis savaitėmis mokslininkai diskutavo apie kažką panašaus į kasdienybę kaip dulkės.

„Tarpžvaigždinių dulkių buvimas gali labai apsunkinti Visatos tyrimus“, – sako Olivier Doré, Kalifornijos technologijos instituto astrofizikas. Doré dulkes lygina su rūku, kuris gali sujaukti žiūrovo supratimą apie tolimus objektus už rūko.

Dulkės ne tik užstoja žvaigždžių ir galaktikų vaizdus, ​​bet ir poliarizuoja šviesą. Bet kokia nuo dulkių dalelės atsispindėjusi šviesa nukreipiama. Bėda ta, kad ne tik dulkės, bet ir gravitacinės bangos gali panašiai poliarizuoti šviesą. Ir tai kelia nerimą kai kuriems kosmologams.

„Prinstono poliarizacijos tyrimai ir matavimai mums yra labai svarbūs ir yra tikrai nuostabus techninis pasiekimas“, – sako Lloydas Knoxas, kosmologas iš Kalifornijos universiteto Deivis, kuris specializuojasi šviesos poliarizacijos tyrimuose. Tačiau jis taip pat priduria: „Jų eksperimentai neturi pakankamai tvirto palaikymo detaliems mūsų pačių galaktikos stebėjimams“.

Antarkties teleskopas, kuris buvo naudojamas kaip pagrindinis stebėjimų instrumentas, sudaręs kovo atradimo pagrindą, nustato, kaip stipriai poliarizuojama mikrobangų šviesa, tačiau teleskopas negali nurodyti tikslaus atstumo iki šviesos šaltinio. Taigi astronomai nežino, kiek galaktikos dulkių gali poliarizuoti šviesą. Tyrėjai, dalyvaujantys kosminės ekstragalaktinės poliarizacijos vaizdų apdorojime fone, rėmėsi faktu, kad informacija, kurią jie galėjo gauti, buvo tikrai patikima. Tai apėmė kalbą, kurią praėjusiais metais skaitė tyrėjas iš kito projekto, vadinamo Plancko bendradarbiavimu. Planko palydovas, vaizduojantis visą dangų mikrobangų šviesos bedugnėje, leido kosmologams tiksliausiai nustatyti Visatos amžių ir sudėtį. Palydovas taip pat užfiksavo duomenis apie šviesos poliarizaciją aukštesniais dažniais.

Tačiau Prinstono pažangių studijų instituto fizikas Raphaelis Flougeris praėjusią savaitę Prinstono pristatyme paaiškino, kad „Planck Collaboration“ komanda klaidingai gavo duomenis. Flower analizė, kuri remiasi Planck projekto duomenimis, rodo, kad mokslininkai galėjo nepakankamai įvertinti, kiek dulkių gali poliarizuoti šviesą.

Deja, labai sunku suprasti, kaip didelės dulkių sankaupos veikia tyrimų rezultatus. Tačiau mokslininkai jau aktyviai naudoja šešis teorinius modelius, kaip dulkės veikia poliarizaciją, dažniausiai modelius, išgautus iš senų duomenų iš kitų palydovų.