Кіріспе. Зерттеу тақырыбының өзектілігі
жүктеу/скачать 450 Kb.
|
stud.kz-16742
| 1.1. Ақ карликтер.
Эквиваленттік принципін тексеруге ақ карликтерді пайдалану да онша сенімді мәлімет берген жоқ. Ақ карликті қолдану тарихы тәжірибенінің бұдан 100 жылдан уақыт бұрын бастаған неміс астрономы Бессель жұлдызарға дейін қашықтықты өлшей отырып, Сириус жұлдызы периодты түрде өзінің орнын өзгертіп тұратынын, яғни оның қасында әсер етуші басқа жұлдыз болатынын байқаған. Бұл жұлдыз 1862 жылы болжап көрсетілген жерінде ашылды. Оның массасын Сириустің гравитациялық әсерінен оңай анықталады және оның массасы Күннің массасындай болады. Бір қарағанда бұл жұлдыз онша қызықтырмады. 1915 жылы Адамс оның радиусын анықтады. Оның радиусы Күннің радиусынан 1/50 бөлігіндей, яғни жұлдыздар ақ карлик жұлдыз болады. Ең қызықтысы жұлдыздың тығыздығы 105г/см3, немесе 1 куб метр жүз мың тонна болады. Осыған нанымды түсініктемені 1924 жылы Эддингтон береді. Ол мұндай үлкен тығыздықтағы затты атомның құрылысымен сәйкес келеді дейді. Әдетте заттағы өте жоғары тығыздыққа дейін сығуға эллектрондық қабықшалар кесел келтіреді. Олар атомның радиусын қоршап тұрып атомды бір-бірінен тебеді. Бірақ жұлдыздарға сәйкесті өте жоғары температурада электрондық қабықшалар бұзылады. Сондықтан, атом бір-біріне жақын келеді. Ал, электрон еркін қозғалады. Осындай конденсацияланған заттың күйін Эддингтонның өте әйгілі жаңалығы болды. Сириустың серігі – Сириус В Күннің массасындай массалы және радиусы 1/50 есе кіші болғандықтан, оның бетіндегі тартылыс потенциалы Күннің бетіндегі потенциалдан 50 есе артық болады. Сондықтан, гравитациялық қызыл ығысу 50 есе артық болу керек. Эддингтонның кеңесі бойынша Адамс осы қызыл ығысуды өлшейді және табылған ығысу теориялық болжамға тең болады. Бұл қорытынды көптеген оқулықтарға берілмеді. Өкінішке орай сыншы тексеруден өте алмай қалды. Кейінгі зерттеу Адамстың қолданған радиусы дәл емес және Сириус В спектрі Сириустың өзінің спектрімен соншалық араласқан болып шықты. Сондықтан, сызықтық ығысуын өлшеу мүмкін емес. Осындай жетістік жоқ эксперименттер басқа да ақ карликтермен жүргізілген тәжіибеге сәйкес болды. Бұл ыңғайсыз жағдай 1960 жылға дейін созылды. 1960 жылы екі экспериментаторлар тобы, бірі Харуэлл Англияда, екінші топ Гарвордта Паунд пен Ребка гравитациялық қызыл ығысуды лабораторияда өлшеуді мақсат етті. Бұрын мұндай тәжірибелер мүмкін емес деп саналды. Себебі, егер жарық тартылыс өрісінде бірнеше метр қашықтықта жүрсе, шамасы 10-15 болады екен, яғним бұл шама Күндегі ығысудан млр есе аз. 1958 жылы неміс физигі Мессбауер өте көрнекті жаңалық ашты. Ол кейбір жағдайда қатты денелер толқын ұзындығы өте тұрақты болатын гамма сәулелерін шығаратынын байқады. Осы толқын ұзындық 10-12 дәлдікпен болып қалады, керісінше кейбір қатты деенлер толқын ұзындығы 10-12 артық болмағанда ғана толқындарды тіркей алатынын көрсетті. Гамма сәулесі сызығының формасын өте дәл өлшеп, оның жиілігінің ығысуын 1% шамасынды дәлдікпен анықтауға болады. Ал, бұл дәлдік лаборатория жағдайында гравитациялық қызыл ығысуды анықтауға жеткілікті еді. Осы идеяны Харуэлль мен Гарворд ғалымдары жария етті. Олардың экспериментінде гамма сәулелері вертикаль боойымен 12,5 м қашықтықтан өтеді. Оған сәйкесті =1,36*10-15 болады. Олардың бақыланған қызыл ығысуы теориялық мәннің 0,96-0,45 жуық. Кембридж университетінің ғалымы Джозефсон мүұндай эксперименттің қорытындысы сәуле көзімен детектордың температураға тәуелді болатынын көздеді. Себебі, сәуле шығарушы және атомдар кристалл торында тербеліс температурасына тәуелді. Осы қозғалыстар қосымша Доплер ығысуын береді деп санайды. Арнаулы салыстырмалық теориясын Доплердің ығысуы бірінші ретті жылдамдыққа пропорционал. Ал екінші ығысу жылдамдықтың квадратына пропорционал екені белгілі. Ал, гамма сәуле шығару кезінде атомдар теңбе-теңдік қалпын айналғанда көп тербелістер жасайтын болғандықтан бірінші ретті эффекті пайда болады. Сондықтан бірінші ретті эффектінің қосындысы нольге тең. Ал екінші ретті эффектіні жарық көзінің қозғалыс бағытына тәуелсіз қызыл ығысу болады. Егер жарық көзімен детектор бірдей температурада болса, онда оны шығару кезіндегі гамма сәулесі қызыл ығысқан болса, бірақ жарық көзімен детектор әр түрлі температура болса, онда эффектіні өлшеу мүмкін емеес. Джозефсон есептеу арқылы температура айырмасы 10С болғанның өзінде өлшщенген қызыл ығысу 2*10-15 болатынын есептеп шығараған. Бұл күтіп отырған қызыл ығысудан артық. Олай болса, температураны өте дәл тексеру керек. Харуэлль тәжірибесінде температураның әсерін ескерген жоқ, ал Гарворд тобының жүргізген экспериментінде температураның әсері ескерілді. Олар өздерінің тәжірибесін қорытындылап, 1960 жылдың сәуір айында жариялады. Олардың тәжірибесінде гамма сәулелер 22 м қашықтықтан вертикаль өтті. Теориялық болжанған ығысу =4,92*10-15, ал тәжірибе бақылауы (5,13-0,51) *10-15. Осылайша гравитациялық қызыл ығысуды бақылаудың соңында Паунд пен Снайдер жүргізген зерттеулерінде Эйнштейннің жорамалы 1% - ке дейінгі дәлдікпен дәлелденген. жүктеу/скачать 450 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|