De Sitterin kokeilu kaksoistähdellä

Willem de Sitter kuvasi de Sitter -kokeen kaksoistähdellä vuonna 1913 [1] [2] [3] [4] (ja myös Daniel Frost Comstock vuonna 1910 [5] ), ja sitä käytettiin vahvistamaan erikoisteoriaa. suhteellisuusteoria verrattuna kilpailevaan suhteellisuusteoriaan. Walter Ritzin 1908 ballistinen teoria , joka oletti muuttuvan valonnopeuden . De Sitter osoitti, että Ritzin teoria ennusti, että kaksoistähtien kiertoradat näyttäisivät eksentrisemmiltä kuin ne, jotka ovat sopusoinnussa kokeen ja mekaniikan lakien kanssa ., mutta kokeellinen tulos oli negatiivinen. Brecher vahvisti tämän vuonna 1977 tarkkailemalla röntgensäteiden spektriä [6] . Katso muut erityissuhteellisuusteoriaan liittyvät kokeet erikoissuhteellisuusteorian testeistä .

Tehoste

Yksinkertaisen ballistisen teorian mukaan kohteen lähettämän valon täytyy kulkea nopeudella suhteessa säteilevään kohteeseen. Jos monimutkaisia ​​vetovaikutuksia ei ole , valon voisi odottaa kulkevan samalla nopeudella, kunnes se lopulta saavuttaa havainnoijan. Kohteen, joka liikkuu suoraan kohti (tai poispäin) tarkkailijaa nopeudella metriä sekunnissa, voidaan olettaa, että valo kulkee edelleen (tai ) metriä sekunnissa saavuttaessaan meidät.

Vuonna 1913 Willem de Sitter väitti, että jos tämä olisi totta, kaksoistähtijärjestelmässä kiertävä tähti liikkuisi normaalisti vuorotellen meitä kohti ja poispäin meistä suhteessa meihin. Radan eri osista säteilevä valo kulkee meitä kohti eri nopeuksilla. Läheiselle tähdelle, jolla on alhainen kiertoratanopeus (tai jonka ratataso oli melkein kohtisuorassa näkölinjaamme nähden), tämä voi yksinkertaisesti tehdä tähden kiertoradan epävakaaksi, mutta riittävällä kiertoradan nopeuden ja etäisyyden (ja kaltevuuden) yhdistelmällä "nopea" " Tapaamisen aikana säteilevä valo voi saavuttaa ja jopa ohittaa "hitaan" valon, joka on säteillyt aikaisemmin tähden kiertoradan väistyvän osan aikana, ja tuloksena olevan kuvan tähti jää piiloon. Eli Keplerin liikelakeja ilmeisesti rikottaisiin kaukaiselle tarkkailijalle.

De Sitter suoritti tutkimuksen kaksoistähdistä eikä löytänyt tapauksia, joissa tähtien lasketut kiertoradat näyttäisivät olevan ei-Keplerin. Koska "nopeiden" ja "hitaiden" valosignaalien välisen lentoaikojen kokonaiseron odotetaan skaalautuvan lineaarisesti etäisyyden kanssa yksinkertaisessa ballistisessa teoriassa, ja tutkimukseen sisältyisi (tilastollisesti) tähdet, joiden etäisyydet ja kiertoradan nopeudet ja suuntaukset ovat kohtuullisen hajallaan, de Sitter päätteli, että vaikutus olisi havaittava, jos malli olisi oikea, ja sen puuttuminen tarkoitti, että ballistinen teoria oli melkein varmasti väärä.

Muistiinpanot

• Nykyaikaiset de Sitter -tyyppiset kokeet kumoavat ajatuksen siitä, että valo voi liikkua nopeudella, joka riippuu osittain emitterin nopeudesta ( c'=c + kv ), missä emitterin nopeus v voi olla positiivinen tai negatiivinen, ja kerroin k saa arvon 0 - 1, mikä osoittaa, missä määrin valon nopeus riippuu lähteen nopeudesta. De Sitter asetti ylärajan k < 0,002, mutta absorptiovaikutukset tekevät tästä tuloksesta epäilyttävän [8] .
• J. G. Fox on arvostellut De Sitterin kokemusta sen haltuunottovaikutuksesta . Toisin sanoen niiden lennon aikana valonsäteet imeytyisivät ja lähettäisivät uudelleen tähtienvälistä ainesta, lähes levossa suhteessa Maahan, joten valon nopeuden pitäisi muuttua vakioksi suhteessa Maahan, riippumatta primäärilähteen tai -lähteiden liike [9] .
• Vuonna 1977 Kenneth Brecher julkaisi samanlaisen kaksoistutkimuksen tulokset ja päätyi samanlaiseen johtopäätökseen: kaikki kaksitähtien kiertoradan ilmeiset poikkeamat ovat liian pieniä tukemaan ballistista teoriaa. Toisin kuin de Sitter, hän tarkkaili röntgenspektria, sulkeen siten pois absorptiovaikutuksen mahdollisen vaikutuksen. Hän asetti ylärajan [6] .
• On myös maanpäällisiä kokeita, jotka puhuvat tällaisia ​​teorioita vastaan, katso ballististen teorioiden testauskokeet .

1. ↑ W. de Sitter, Ein astronomischer Beweis für die Konstanz der Lichgeshwindigkeit Arkistoitu 30. marraskuuta 2016 Wayback Machine Physikissä. Zeitscher , 14, 429 (1913).
2. ↑ W. de Sitter, Yber die Genauigkeit, innerhalb welcher die Unabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Bewegung der Quelle behauptet werden kann Arkistoitu 3. maaliskuuta 2016 Wayback Machine Physikissä. Zeitscher , 14, 1267 (1913).
3. ↑ de Sitter, Willem (1913), Todiste valon nopeuden pysyvyydestä, Proceedings of the Royal Academy of Arts and Sciences, osa 15 (2): 1297–1298 
4. ↑ de Sitter, Willem (1913), Valon nopeuden pysyvyydestä, Proceedings of the Royal Academy of Arts and Sciences, osa 16 (1): 395–396 
5. ↑  
6. ↑ 1 2 Brecher, K. (1977). "Onko valon nopeus riippumaton lähteen nopeudesta." Physical Review Letters . 39 (17): 1051-1054. Bibcode : 1977PhRvL..39.1051B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.39.1051 .
7. ↑ Bergmann, Peter. Johdatus suhteellisuusteoriaan . - Dover Publications, Inc., 1976. - S.  19–20 . "Joissakin tapauksissa meidän pitäisi tarkkailla samaa kaksoistähtijärjestelmän komponenttia samanaikaisesti eri paikoissa, ja nämä "haamutähdet" katoaisivat ja ilmestyisivät uudelleen jaksollisen liikkeidensä aikana." — ISBN 0-486-63282-2 .
8. ↑ de Sitter, Willem (1913), Valon nopeuden pysyvyydestä, Proceedings of the Royal Academy of Arts and Sciences, osa 16 (1): 395–396 
9. ↑ Fox, JG (1965), Evidence Against Emission Theories, American Journal of Physics, osa 33 (1): 1–17