Shapiro efekt

Gravitační dilatace času s sebou nese další efekt zvaný Shapiro efekt (také známý jako zpoždění gravitačního signálu ).

Kvůli tomuto efektu se elektromagnetické signály pohybují déle v gravitačním poli než v nepřítomnosti tohoto pole.

Historie objevů

Tento efekt byl poprvé zaznamenán v roce 1964 americkým astrofyzikem Irwinem Shapirem . Shapiro navrhl experiment, ve kterém se rádiové vlny odrážely od povrchu Venuše a Merkuru a vracely se na Zemi. Shapirovy výpočty předpověděly, že na určitém místě Země, Slunce a Venuše bude očekávaná doba zpoždění signálu v důsledku vlivu gravitačního pole Slunce řádově 200 mikrosekund [1] .

První experimentální data získaná v letech 1966-1967 na observatoři MIT se shodovala se Shapirovými předpověďmi [2] . Od té doby byly korekce potvrzeny přesnějšími experimenty jak ve sluneční soustavě, tak v kompaktních dvojhvězdných soustavách.

Výpočet zpoždění

Výpočet časového zpoždění pro světlo v hmotném poli bodu

Pro světelný signál procházející hmotou M lze zpoždění vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Zde  je jednotkový vektor směrovaný od pozorovatele ke zdroji a  je jednotkový vektor směrovaný od pozorovatele ke gravitačnímu bodu.

Vzorec lze přepsat do jiné formy:

kde  je efektivní nárůst dráhy světla a je Schwarzschildův poloměr přitahující hmoty.

Poznámky

  1. ↑ Irwin I. Shapiro. Čtvrtý test obecné relativity  (anglicky)  // Physical Review Letters  : journal. - 1964. - Sv. 13 . - str. 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 a Richard A. Brockelman. Čtvrtý test obecné teorie relativity: předběžné výsledky  (anglicky)  // Physical Review Letters  : journal. - 1968. - Sv. 20 . - S. 1265-1269 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.20.1265 .

Odkazy