WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Общая теория относительности
Гравитация
Математическая формулировка
Космология
См. также: Портал:Физика

Увлече́ние инерциальных систем отсчёта, или эффе́кт Ле́нзе — Ти́рринга, — явление в общей теории относительности (ОТО), наблюдаемое вблизи вращающихся массивных тел. Эффект проявляется в появлении дополнительных ускорений, сходных с ускорением Кориолиса, то есть, в итоге, сил, действующих на пробные тела, двигающиеся в гравитационном поле.

Эффект Лензе — Тирринга

Ускорение Кориолиса в ньютоновской механике зависит только от  — угловой скорости неинерциальной системы отсчёта относительно инерциальной и линейной скорости пробной массы в неинерциальной системе отсчёта и равно

Лензе и Тирринг в 1918 году показали, что кориолисово ускорение с учётом эффектов ОТО для расстояния от вращающегося тела радиусом массы при имеет дополнительный компонент[1]:

где

Геометрическая интерпретация

Увлечение инерциальных систем отсчёта вокруг вращающихся чёрных дыр

Экспериментальная проверка и наблюдения эффекта в астрофизике

Эффект Лензе-Тирринга наблюдается как прецессия плоскости орбиты пробной массы, обращающейся вокруг массивного вращающегося тела, либо как прецессия оси вращения гироскопа в окрестностях такого тела.

Впервые в мире был измерен Иньяцио Чьюфолини (итал. Ignazio Ciufolini) из итальянского университета Лечче и Эррикосом Павлисом (Erricos Pavlis) из Мерилендского университета, Балтимор, США. Их результаты были опубликованы в октябре 2004 года[2]. Чьюфолини и Павлис провели компьютерный анализ нескольких миллионов измерений дальности, полученных методом лазерной дальнометрии по уголковым отражателям на спутниках LAGEOS и LAGEOS II (LAser GEOdynamics Satellite), запущенных для изучения геодинамики и уточнения параметров гравитационного поля Земли. Обнаруженный средний поворот орбит спутников, вызванный эффектом Лензе — Тирринга, составляет 47,9 угловой микросекунды в год (mas/год), или 99 % от значения, предсказанного теорией Эйнштейна (48,2 mas/год), с оцененной погрешностью ±10 %. По мнению некоторых исследователей, реальная точность может быть порядка 20-30 %[3][4][5]. G. Renzetti опубликовал в 2013 году обзорной статье, посвященной попытки измерить Лензе-Тирринга использованием искусственных спутников Земли[6].

Для экспериментального подтверждения эффекта, вместе с другим, более существенным эффектом геодезической прецессии, американское космическое агентство NASA осуществило спутниковую программу Gravity Probe B. Космический аппарат GP-B успешно завершил свою программу в космосе. Первые результаты обнародованы в апреле 2007 года, но в связи с выявившимся лишь на орбите эффектом влияния вмороженного распределения электрических зарядов на гироскопах на их вращение точность обработки данных была недостаточна, чтобы выделить эффект (поворот оси на 0,039 угловой секунды в год в плоскости земного экватора). Учёт мешающих эффектов позволил выделить ожидаемый сигнал, окончательные результаты ожидались в декабре 2007 года, но анализ данных продлился до мая 2011 года. Окончательные итоги миссии были объявлены на пресс-конференции по NASA-TV 4 мая 2011 года и опубликованы в Physical Review Letters[7].

Результат Gravity Probe B оказался менее точным (хотя проектная погрешность должна была составлять порядка 1 %, влияние электрического заряда привело к ухудшению относительной погрешности измерения эффекта Лензе — Тирринга до ~20 %), однако тоже подтвердил предсказания ОТО. Измеренная величина геодезической прецессии составила −6601,8±18,3 mas/год, а эффекта увлечения — −37,2±7,2 mas/год (ср. с предсказываемыми теоретическими значениями 6606,1 mas/год и 39,2 mas/год).

13 февраля 2012 года в 14:00 МСК ЕКА успешно осуществило запуск ракеты Vega c 9 различными спутниками на борту, одним из них был аппарат LARES, основной миссией которого является проверка эффекта Лензе-Тирринга. Существуют различные мнения о реальной точности, достижимой в такой миссии[3][4][8][9][10][11][12][13][14][15][16].

См. также

Примечания

  1. ↑ Lense J., Thirring H. Uber den Einfluß der Eigenrotation der Zentralkorper auf die Bewegung der Planeten und Monde nach der Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift, 19 (1918), 156—163.
  2. ↑ I. Ciufolini, E. C. Pavlis. A confirmation of the general relativistic prediction of the Lense-Thirring effect. Nature 431 (2004) 958.
  3. 1 2 Iorio, L. (2009). “An Assessment of the Systematic Uncertainty in Present and Future Tests of the Lense-Thirring Effect with Satellite Laser Ranging”. Space Science Reviews. 148: 363. arXiv:0809.1373. Bibcode:2009SSRv..148..363I. DOI:10.1007/s11214-008-9478-1.
  4. 1 2 Iorio, L.; Lichtenegger H.I.M., Ruggiero M.L., Corda C. (2011). “Phenomenology of the Lense-Thirring effect in the solar system”. Astrophysics and Space Science. 331 (2): 351. arXiv:1009.3225. Bibcode:2011Ap&SS.331..351I. DOI:10.1007/s10509-010-0489-5. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  5. ↑ Iorio, L.; Ruggiero M.L., Corda C. (2013). “Novel considerations about the error budget of the LAGEOS-based tests of frame-dragging with GRACE geopotential models”. Acta Astronautica. 91 (10—11): 141. DOI:10.1016/j.actaastro.2013.06.002. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  6. ↑ Renzetti, G. (2013). “History of the attempts to measure orbital frame-dragging with artificial satellites”. Central European Journal of Physics. 11 (5): 531. DOI:10.2478/s11534-013-0189-1.
  7. ↑ C. W. F. Everitt et al. Gravity Probe B: Final results of a space experiment to test general relativity, Physical Review Letters (1 мая 2011). Проверено 6 мая 2011.
  8. ↑ Iorio, L. (2009). “Towards a 1% measurement of the Lense-Thirring effect with LARES?”. Advances in Space Research. 43 (7): 1148—1157. arXiv:0802.2031. Bibcode:2009AdSpR..43.1148I. DOI:10.1016/j.asr.2008.10.016.
  9. ↑ Iorio, L. (2009). “Will the recently approved LARES mission be able to measure the Lense–Thirring effect at 1%?”. General Relativity and Gravitation. 41 (8): 1717—1724. arXiv:0803.3278. Bibcode:2009GReGr..41.1717I. DOI:10.1007/s10714-008-0742-1.
  10. ↑ Iorio, Lorenzo (2009). “Recent Attempts to Measure the General Relativistic Lense-Thirring Effect with Natural and Artificial Bodies in the Solar System”. PoS ISFTG. 017. arXiv:0905.0300. Bibcode:2009isft.confE..17I.
  11. ↑ Iorio, L. (2010). “On the impact of the atmospheric drag on the LARES mission” (PDF). Acta Physica Polonica B. 41 (4): 753—765. (недоступная ссылка)
  12. ↑ Ciufolini, I. Gravitomagnetism and Its Measurement with Laser Ranging to the LAGEOS Satellites and GRACE Earth Gravity Models // General Relativity and John Archibald Wheeler. — SpringerLink, 2010. — Vol. 367. — P. 371–434. — DOI:10.1007/978-90-481-3735-0_17.
  13. ↑ Paolozzi, A.; Ciufolini I., Vendittozzi C. (2011). “Engineering and scientific aspects of LARES satellite”. Acta Astronautica. 69 (3—4): 127—134. DOI:10.1016/j.actaastro.2011.03.005. ISSN 0094-5765. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  14. ↑ Ciufolini, I.; Paolozzi A., Pavlis E. C., Ries J., Koenig R., Sindoni G., Neumeyer H. (2011). “Testing Gravitational Physics with Satellite Laser Ranging”. European Physical Journal Plus. 126 (8): 72. Bibcode:2011EPJP..126...72C. DOI:10.1140/epjp/i2011-11072-2. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  15. ↑ Ciufolini, I.; Pavlis E. C., Paolozzi A., Ries J., Koenig R., Matzner R., Sindoni G., Neumayer K.H. (2011.08.03). “Phenomenology of the Lense-Thirring effect in the Solar System: Measurement of frame-dragging with laser ranged satellites”. New Astronomy. 17 (3): 341—346. Bibcode:2012NewA...17..341C. DOI:10.1016/j.newast.2011.08.003. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка); Проверьте дату в |date= (справка на английском)
  16. ↑ Renzetti, G. (2012). “Are higher degree even zonals really harmful for the LARES/LAGEOS frame-dragging experiment?”. Canadian Journal of Physics. 90 (9): 883—888. Bibcode:2012CaJPh..90..883R. DOI:10.1139/p2012-081.

Ссылки

Литература

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2026
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии