Гравитационное экранирование - Gravitational shielding

Период, термин гравитационная защита относится к гипотетический процесс защиты объекта от воздействия гравитационное поле. Такие процессы, если бы они существовали, привели бы к уменьшению вес объекта. Форма экранированной области будет похожа на тень от гравитационного щита. Например, форма экранированной области над диском будет конический. Высота вершины конуса над диском будет напрямую зависеть от высоты экранирующего диска над землей.[1] На сегодняшний день экспериментальные данные показывают, что такого эффекта не существует. Гравитационное экранирование считается нарушением принцип эквивалентности и поэтому несовместимы ни с теорией Ньютона, ни с общая теория относительности.[2]

Концепция гравитационного экранирования распространена в научная фантастика литература, особенно для космическое путешествие. Одним из первых и наиболее известных примеров является вымышленное экранирующее от гравитации вещество «Каворит», которое появляется в Х. Г. Уэллс классический роман 1901 года Первые люди на Луне. Уэллса тут же раскритиковали за его использование Жюль Верн.[3]

Проверка принципа эквивалентности

По состоянию на 2008 г., ни один эксперимент не показал положительных результатов экранирования. Для количественной оценки количества экранирования в начале 20 века. Кирино Майорана[4] предложил коэффициент экстинкции h, который изменяет закон силы тяготения Ньютона следующим образом:

Лучшие лабораторные измерения установили верхний предел экранирования 4,3 × 10−15 м² / кг.[5] Другой недавний анализ предложил нижнюю границу 0,6 × 10−15.[6]Наилучшая оценка, основанная на наиболее точных данных о гравитационных аномалиях во время солнечного затмения 1997 года, дала новое ограничение на параметр экранирования 6 × 10.−19 м² / кг.[7] Однако астрономические наблюдения накладывают гораздо более строгие ограничения. На основании данных наблюдений за Луной в 1908 году, Пуанкаре[8] установлено, что h не может быть больше 10−18 м² / кг. Впоследствии эта оценка была значительно улучшена. Экхардт[9] показали, что данные о дальности Луны предполагают верхнюю границу 10−22 м² / кг, и Уильямс и др.,[10] улучшили это до h = (3 ± 5) × 10−22 м² / кг. Обратите внимание, что значение меньше погрешности. Следствием отрицательных результатов этих экспериментов (которые хорошо согласуются с предсказаниями общей теории относительности) является то, что каждая теория, содержащая экранирующие эффекты, такие как Теория гравитации Ле Сажа, должен снизить эти эффекты до необнаружимого уровня. Обзор текущих экспериментальных ограничений возможного гравитационного экранирования см. В обзорной статье Бертолами и др.[2] Кроме того, для обсуждения недавних наблюдений во время солнечных затмений см. Статью Unnikrishnan et al.[11]

Эксперименты Майораны и критика Рассела

Некоторые эксперименты по экранированию были проведены в начале 20 века. Кирино Майорана.[4][12] Майорана утверждал, что измерил положительный экранирующий эффект. Генри Норрис Рассел Анализ приливных сил показал, что положительные результаты Майораны не имели ничего общего с гравитационным экранированием.[13] Чтобы привести эксперименты Майораны в соответствие с принципом эквивалентности общей теории относительности, он предложил модель, в которой масса тела уменьшается на близость другого тела, но он отрицал какую-либо связь между гравитационным экранированием и своим предложением об изменении массы. Другое объяснение экспериментов Майораны см. В Coïsson et al.[14] Но результаты Майораны не могли быть подтверждены до сих пор (см. Раздел выше), а теория изменения массы Рассела, хотя и задуманная как модификация общей теории относительности, также несовместима со стандартной физикой.

Мнения меньшинств

Научное сообщество единодушно считает, что гравитационного экранирования не существует, но время от времени проводились исследования по этой теме, например, в опубликованной НАСА в 1999 году статье, в которой сообщалось об отрицательных результатах.[15][16][17] Евгений Подклетнов В двух статьях, одна из которых он позже отозвал, утверждалось, что вес объектов, удерживаемых над вращающимся магнитно-левитирующим сверхпроводящим диском, уменьшился на 0,5–2%.[18] Теоретики пытались согласовать утверждения Подклетнова с квантовая гравитация теория.[19][20] Однако ни утверждения Подклетнова, ни аналогичные утверждения других о «уменьшении гравитации», «экранировании гравитации» и т.п. еще не были успешно воспроизведены, проверены независимыми экспертами и подвергнуты публичной демонстрации.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Унникришнан, К.С. (1996). «Защищает ли сверхпроводник гравитацию?». Physica C: сверхпроводимость. Elsevier BV. 266 (1–2): 133–137. Bibcode:1996PhyC..266..133U. Дои:10.1016/0921-4534(96)00340-1. ISSN  0921-4534.
  2. ^ а б Бертолами, О., Парамос, Дж., Турышев, С. Г. (2006), Общая теория относительности: переживет ли она следующее десятилетие?, в H. Dittus, C. Laemmerzahl, S. Turyshev, Lasers, Clocks, and Drag-Free: Technologies for Future Exploration in Space and Test of Gravity: 27-67
  3. ^ Джеймс Гиблин (2000). Век, который был: размышления о последних сотнях лет. Саймон и Шустер. п. 8. «Я отправил своих путешественников на Луну с порохом, что-то видится каждый день. Где мсье Уэллс« Каворит »? Пусть он покажет мне это!»
  4. ^ а б Майорана, К. (1920). "XLVIII. О гравитации. Теоретические и экспериментальные исследования". Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал. Informa UK Limited. 39 (233): 488–504. Дои:10.1080/14786440508636063. ISSN  1941-5982.
  5. ^ Unnikrishnan, C.S .; Гиллис, Г. Т. (2000-04-13). «Новые ограничения на гравитационное экранирование Майорана из эксперимента Цюрих G». Физический обзор D. Американское физическое общество (APS). 61 (10): 101101 (R). Bibcode:2000ПхРвД..61дж1101У. Дои:10.1103 / Physrevd.61.101101. ISSN  0556-2821.
  6. ^ Капуто М., О новых пределах коэффициента экранирования гравитации, Дж. Астрофизика и астрономия, т. 27, 439-441 (2006).
  7. ^ Ян, Синь-Шэ; Ван, Цянь-Шэнь (2002). "Гравитационная аномалия во время полного солнечного затмения Мохэ и новое ограничение на параметр гравитационного экранирования". Астрофизика и космическая наука. ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 282 (1): 245–253. Bibcode:2002Ap и SS.282..245Y. Дои:10.1023 / а: 1021119023985. ISSN  0004-640X.
  8. ^ Пуанкаре, Х. (1908). "La Dynamique de l'électron", Revue générale des Sciences pures et appliquées 19, pp. 386-402, перепечатано в Science and Method. Фламмарион, Париж. Английский перевод был опубликован как Foundation of Science, Science Press, Нью-Йорк, 1929 г.
  9. ^ Экхардт, Дональд Х. (1990-09-15). «Гравитационная защита». Физический обзор D. Американское физическое общество (APS). 42 (6): 2144–2145. Bibcode:1990ПхРвД..42.2144Э. Дои:10.1103 / Physrevd.42.2144. ISSN  0556-2821. PMID  10013064.
  10. ^ Уильямс и др., «Проверка принципа эквивалентности на земле и в космосе», (2006), будет опубликовано Springer Verlag, Lecture Notes in Physics, gr-qc / 0507083
  11. ^ Унникришнан, Мохапатра, Гиллис (2002), «Данные об аномальной гравитации во время полного солнечного затмения 1997 года не подтверждают гипотезу гравитационного экранирования», Physical Review D, том 63, доступный онлайн по адресу «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2006-01-28. Получено 2007-03-11.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  12. ^ Мартинс, Р. А., 2002. "Эксперименты Майораны по гравитационному поглощению В архиве 2004-07-25 на Wayback Machine ", в: Pushing Gravity: New Perspectives on the Le Sage's Theory of Gravitation (ed. Edwards, M. R.), Apeiron, Montreal, pp. 219-238.
  13. ^ Рассел, Х.Н. (1921). «О теории гравитации Майораны ». Astrophys. J. 54, 334-346.
  14. ^ Coïsson, R .; Mambriani, G .; Подини, П. "Новая интерпретация экспериментов Квирино Майорана по гравитации и предложение о проверке его результатов "Il Nuovo Cimento B, том 117, выпуск 04, стр.469.
  15. ^ Н. Ли, Д. Ноевер, Т. Робертсон, Р. Кочор и У. Брантли (август 1997 г.). «Статический тест на гравитационную силу, связанную со сверхпроводниками типа II YBCO». Physica C. 281 (2–3): 260–267. Bibcode:1997PhyC..281..260L. Дои:10.1016 / S0921-4534 (97) 01462-7.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт)
  16. ^ Р. Кочор и Д. Ноевер, Изготовление больших объемных керамических сверхпроводниковых дисков для экспериментов по гравитационному модифицированию и эксплуатационные характеристики дисков YBCO под e.m. Возбуждение поля, NASA Marshall, Huntsville, AL, AIAA 99-2147, 35-я конференция AIAA / ASME / SAE / ASEE по совместным двигательным установкам, 20–24 июня 1999 г., Лос-Анджелес, Калифорния.
  17. ^ Space.com о финансировании НАСА В архиве 10 февраля 2006 г. Wayback Machine
  18. ^ Подклетнов, Э; Ниеминен, Р. (10 декабря 1992 г.). «Возможность экранирования гравитационных сил массивным сверхпроводником YBa2Cu3O7 − x». Physica C. 203 (3–4): 441–444. Bibcode:1992PhyC..203..441P. Дои:10.1016 / 0921-4534 (92) 90055-Н.
  19. ^ Modanese, G (1996-08-20). «Теоретический анализ сообщенного эффекта слабой гравитационной защиты». Письма Europhysics (EPL). 35 (6): 413–418. arXiv:hep-th / 9505094. Bibcode:1996ЭЛ ..... 35..413М. Дои:10.1209 / epl / i1996-00129-8. ISSN  0295-5075.
  20. ^ Нин, Ву (2004-04-15). «Эффект гравитационного экранирования в калибровочной теории гравитации». Сообщения по теоретической физике. 41 (4): 567–572. arXiv:hep-th / 0307225. Bibcode:2004CoTPh..41..567Вт. Дои:10.1088/0253-6102/41/4/567. ISSN  0253-6102.

внешние ссылки