П’ятий тест на захист ЗТВ?
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
ЗТВ — загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна — має на своє підтвердження три класичні ефекти. Серед них — усунення перигелія Меркурія під дією тяжіння Сонця, відхилення світлового променя у гравітаційному полі масивного тіла, а також гравітаційне червоне усунення. Ще у шістдесятих роках минулого століття був знайдений четвертий доказ справедливості цієї теорії. Тоді вчені змогли розрахувати і підтвердити на досліді новий ефект – запізнення сигналу, що посилається із Землі і відбивається Меркурієм.
Знаючи взаємні швидкості та відстань між Землею та Меркурієм, а також швидкість сигналу від радара, легко можна було обчислити і час повернення сигналу на Землю. Сигнал повернувся, але запізнився на 240 мікросекунд. Розрахунки поля гравітації Сонця показали, що запізнення відбулося через «гальмуючий» вплив цього поля.
Важко придумати ще якісь досліди, які могли б перевірити справедливість рівнянь ЗТВ, але вчені, здається знайшли ще один такий тест. За розрахунками виходить, що поле тяжіння Сонця може проводити посилені до Меркурію радіосигнали не лише у бік їх запізнення, а й у бік прискорення їх зворотного повернення. За основу своєї моделі взяли факт обертання нашого світила навколо осі. Тоді для сигналів, що поширюються в екваторіальній площині Сонця, стає дуже важливою умова, чи йдуть вони у бік обертання або проти нього. У першому випадку має вийти прискорення, у другому – запізнення радіохвиль.
Однак поки всі ці ефекти, що передбачаються моделлю, важко виявити. Причина тут проста — поле тяжіння Сонця надто для цього «слабке». За розрахунками, поправка до запізнення сигналу в той чи інший бік має становити дві десятимільярдні частки секунди, що поки що за межами точності наших вимірювань.
Але в інших місцях, скажімо, в області чорних дірок картина може різко змінитися. Гравітаційне поле цих таємничих об’єктів набагато сильніше сонячного, і реєстрація поправок на час приходу сигналу, пов’язаних з обертанням дірок навколо власної осі, стане цілком реальною справою.