Гравітаційне червоне зміщення: відмінності між версіями
| [неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Бертран (обговорення | внесок) м Правопис назв теорій (з малої літери) |
Oloddin (обговорення | внесок) м шаблон |
||
Рядок 1:
'''Гравітаційне червоне зміщення'''
[[
== Феноменологічне описання гравітаційного червоного зміщення ==
Гравітаційне червоне зміщення можна інтерпретувати наступним чином: частота світла, що випромінюється двома тотожними атомами у полі дії гравітаційного потенціалу, залежить від величини гравітаційного потенціалу у точках знахождення атомів. Частота випромінюваного світла більша у того атома, який знаходиться
У загальному випадку із довільними гравітаційним полем та швидкостями атомів, що поглинають та випромінюють світло, власний часовий інтервал, що вимірюється стандартним годинником у точці випромінювання, відрізняється від власного часового інтервалу, що вимірюється тотожним стандартним годинником у точці поглинання. Відношення часових інтервалів відповідає інваріантному описанню гравітаційного червоного зміщення.
У випадку із статичним гравітаційним полем можна вибрати універсальний час, від якого не залежить метрика. Власний часовий інтервал тоді виражається через універсальний час за допомогою множника, що залежить від гравітаційного потенціалу. При цьому різниця енергій двох атомних рівнів зростає по мірі збільшення відстані між атомом і масивним тілом, а енергія фотону залишається незмінною. Таким чином, фотон
Таким чином, гравітаційне червоне зміщення пов'язане із гравітаційним сповільненням часу.
== Описання гравітаційного червоного зміщення через метрику ==
В основі загальної теорії відносності лежить гравітаційний тензор, який при зміні координат перетворюється таким чином, що відстань між подіями, інтервал між двома подіями із координатами <math>\ x^i</math> та <math>\ x^i + dx^i</math>, не змінюється:
Рядок 19 ⟶ 20:
<math>dT = \sqrt{g_{00}}dt \qquad (1)</math>,
де <math>\ g_{00}</math>
У випадку із статичним гравітаційним полем інтегрування виразу (1) дає наступне співвідношення:
Рядок 57 ⟶ 58:
Енергія фотона у даному випадку змінюється через те, що доводиться переходити від однієї супутньої локально-інерціальної системи відліку до іншої.
== Неправильна інтерпретація гравітаційного червоного зміщення ==
Можна зустріти інтерпретацію гравітаційного червоного зміщення, засновану на тому, що фотон має гравітаційну масу, а отже, і потенціальну енергію у гравітаційному полі. Таким чином, червоне зміщення інтерпретується як зменшення енергії фотона по мірі видалення за межі дії гравітаційного потенціалу, створюваного масивним тілом, як результат гравітаційної взаємодії фотона та масивного тіла. Це можна спростувати наступним чином.
Рядок 64 ⟶ 65:
<math>F = -GM \frac{E}{c^2} [(1 + \frac{v^2}{c^2})r - (r \frac{v}{c}) \frac{v}{c} ] \frac{1}{r^3}</math>.
Якщо <math>\ r || v</math>, то гравітаційна маса фотона (<math>\frac{v}{c} = 1</math>) рівна:
<math>m = \frac{E}{c^2}</math>,
а якщо <math>r \perp v</math>, то
<math>m = 2 \frac{E}{c^2}</math>.
Рядок 76 ⟶ 77:
2. Енергія фотона залишається незмінною по мірі розповсюдження у статичному гравітаційному полі. Це можна довести, застосувавши хвильове рівняння електромагнітного поля у присутності статичного гравітаційного потенціалу або при застосуванні рівняння руху об'єкту у статичній метриці.
==
* [[Загальна теорія відносності]]
* [[Релятивістське уповільнення часу]]
{{
[[Категорія:Загальна теорія відносності]]
| |||