GravityProbe - проверяем Эйнштейна

[Fakir]

В учебнике общей физики Матвеева (т.1, "Механика и теория относительности") описывался (к сожалению, ЕМНИП, без ссылки на первоисточники) опыт, в котором атомные часы возили на самолёте и замеряли расхождение со стационарными часами. Правда, там одновременно должны были работать эффекты ОТО и СТО (т.е. один в плюс, другой в минус), и релятивистское сокращение проявлялось не в чистом виде.

[Fakir]

Nixer

Есть и еще один способ путешествовать быстрее света, и тоже не противоречащий ОТО. Этот точно работает, но толку от него мало, т.к. он пзволяет совсем чуть-чуть только превысить скорость света.

!???! :shock:  
Тут дело такое - если за световой барьер каким-либо образом перевалить, например - чисто гипотетически - создав очень медленный тахион (в трактовке Фейнберга), то 99% дела сделано, дальше нужно только затратить конечную энергию на дальнейший разгон.
Если порог превзойдён тем или иным образом хоть на микрон в секунду - проблема была бы решена.

[Nixer]

Тут дело такое - если за световой барьер каким-либо образом перевалить, например - чисто гипотетически - создав очень медленный тахион (в трактовке Фейнберга), то 99% дела сделано, дальше нужно только затратить конечную энергию на дальнейший разгон.

В том-то и дело, что за световой барьер он не переваливает, он его отодвигает :-) Но за это приходится платить так, что использование эффекта практически бесполезно (хотя при путешествиях на большие расстояния - в другие галактики, его придётся учитывать).

[X]

Знаете чего, а где можно прочитать про опыты с замедлением часов?

Bam ci0ga:

http://relativity.ru/

[X]

А насчёт СТО-то. Насколько я понимаю замедление часов так и не было экспериментально обнаружено?

Еще как было . ДжиПиЭсные часы спецом замедляют. (практически это выглядит как перепрошивка кол-ва атомных переходов для 1с, в зависимости от текущей орбиты спутника)
Тк по ОТО (более слабое тяготение) они идут быстрее на 45900 нс/день, а по СТО (более высокая скорость) замедляються на 7200 нс/день

Против этой информации есть лишь два легких возражения.

1. Спутник ЖПС не инерционная система, поэтому понятия СТО не приложимы, уж не знаю как там умудряются СТО использовать и с какими погрешностями.

2. В СТО, согласно первому постулату, в движущейся системе замедления часов не должно происходить с точки зрения локального (внутрисистемного наблюдателя), т.к. все физические явления обязаны протекать одинаково в инерциальных системах. Так что атомные часы обязаны идти также как и стоящие на Земле.

[KBOB]

А насчёт СТО-то. Насколько я понимаю замедление часов так и не было экспериментально обнаружено?

Еще как было . ДжиПиЭсные часы спецом замедляют. (практически это выглядит как перепрошивка кол-ва атомных переходов для 1с, в зависимости от текущей орбиты спутника)
Тк по ОТО (более слабое тяготение) они идут быстрее на 45900 нс/день, а по СТО (более высокая скорость) замедляються на 7200 нс/день

Против этой информации есть лишь два легких возражения.

1. Спутник ЖПС не инерционная система, поэтому понятия СТО не приложимы, уж не знаю как там умудряются СТО использовать и с какими погрешностями.

2. В СТО, согласно первому постулату, в движущейся системе замедления часов не должно происходить с точки зрения локального (внутрисистемного наблюдателя), т.к. все физические явления обязаны протекать одинаково в инерциальных системах. Так что атомные часы обязаны идти также как и стоящие на Земле.

Читайте статью
http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2003-1/index.html
точнее главу
http://relativity.livingreviews.org/open?pubNo=lrr-2003-1&page=node5.html
еще точнее

[X]

Прочитал. Это все хорошо, но там речь идет не об СТО, а об ОТО.
Что логично.
Но обосновыввать с помощью СТО замедление атомных часов на движущемся объекте - это, извините, просто чушь.

[R2D2]

Вроде спутник завершил свою работу.
http://www.membrana.ru/lenta/?5365
http://science.nasa.gov/headlines/y2005/16nov_gpb.htm
Ждем результатов анализа полученных данных примерно год

[X]

Прочитал. Это все хорошо, но там речь идет не об СТО, а об ОТО.
Что логично.
Но обосновыввать с помощью СТО замедление атомных часов на движущемся объекте - это, извините, просто чушь.

А чем вращающийся спутник отличается от вращающихся по кругу элементарных частиц в ускорителе? Увелечение времени жизни таких частиц ведь тоже объясняется эффектами СТО.

Но обосновыввать с помощью СТО замедление атомных часов на движущемся объекте - это, извините, просто чушь.

Распространённая ошибка считать, что СТО не может рассматривать неинерциальное движение тел. СТО - это теория, где наблюдатель инерциален. Наблюдатель, заметьте, а не наблюдаемый объект.

И, наконец, даже когда наблюдатель неинерциален (в реальной GPS это так), то никто не мешает посчитать отдельно эффекты ОТО и СТО, а затем сложить результат. Именно так и делается.

[X]

Прочитал. Это все хорошо, но там речь идет не об СТО, а об ОТО.
Что логично.
Но обосновыввать с помощью СТО замедление атомных часов на движущемся объекте - это, извините, просто чушь.

А чем вращающийся спутник отличается от вращающихся по кругу элементарных частиц в ускорителе? Увелечение времени жизни таких частиц ведь тоже объясняется эффектами СТО..

Отличие в том, что природа эффектов "замедления" в СТО и ОТО принципиально разная.

Если говоря о частицах и СТО, Вы имеете в виду увеличение жизни тахионов как доказательство СТО, то наблюдаемое замедление локального времени тахиона - "кажущееся". Атомные часы размещеные на тахионе продолжают идти как ни в чем не бывало, и при последующей сверке с неподвижными часами (если бы такой способ существовал чисто в рамках СТО) никакого отставания наблюдаться не должно.

В ОТО замедление - "истинное", а не "кажущееся" по причине изменения природы физического процесса (влияние ускорения), т.е. показания часов побывавших в поле тяготения будут отличаться от показаний часов в нем не побывавших.

Но обосновыввать с помощью СТО замедление атомных часов на движущемся объекте - это, извините, просто чушь.

Распространённая ошибка считать, что СТО не может рассматривать неинерциальное движение тел. СТО - это теория, где наблюдатель инерциален. Наблюдатель, заметьте, а не наблюдаемый объект.
[/quote]

Ограничение на неинерциальность заложены в постулатах СТО. Поведение неинерциальных систем сторого говоря не определено в самой теории и приложимость СТО к ним - под вопросом. Наверное  можно приложить прямолинейно, разбиениями и приближениями, ну как прямой линейкой мерять длину окружности, только вот результаты?

[X]

А чем вращающийся спутник отличается от вращающихся по кругу элементарных частиц в ускорителе? Увелечение времени жизни таких частиц ведь тоже объясняется эффектами СТО..

Отличие в том, что природа эффектов "замедления" в СТО и ОТО принципиально разная.

Это, извините, не ответ. Чем спутник вращающийся по круговой орбите отличается от мезона вращающегося в кольцевом ускорителе? Напоминаю, что в последнем случае увеличение времени жизни элементарных частиц согласно СТО - многократно проверенный экспериментальный факт. Почему в GPS должно быть иначе?

Если говоря о частицах и СТО, Вы имеете в виду увеличение жизни тахионов как доказательство СТО, то наблюдаемое замедление локального времени тахиона - "кажущееся". Атомные часы размещеные на тахионе продолжают идти как ни в чем не бывало, и при последующей сверке с неподвижными часами (если бы такой способ существовал чисто в рамках СТО) никакого отставания наблюдаться не должно.

Тахионы - это гипотетические частицы движущиеся со скоростью больше световой. Я говорю о реальных частицах в ускорителях - мезонах, к примеру.

В ОТО замедление - "истинное", а не "кажущееся" по причине изменения природы физического процесса (влияние ускорения), т.е. показания часов побывавших в поле тяготения будут отличаться от показаний часов в нем не побывавших.

Так и в СТО истинное. Т.е. показания движущихся по замкнутой траектории часов (спутник, элементарная частица) будут реально отставать от показаний неподвижных.

Ограничение на неинерциальность заложены в постулатах СТО.

В постулатах говорится только о равноправии инерциальных систем. Но, не говорится, что нельзя посчитать возраст близнеца-космонавта движущегося неинерциально (например, туда и обратно). Можно и считают.

Поведение неинерциальных систем сторого говоря не определено в самой теории и приложимость СТО к ним - под вопросом.

Правильно, для неинерциальных систем в принципе есть ОТО. Однако, для наблюдателя движущегося равномерно-прямолинейно (или неподвижного) обе этих теории дают одинаковый ответ. В конце концов одна из них - частый случай другой. Например, чтобы посчитать увеличение времени жизни частиц в ускорителе достаточно только СТО.

Наверное  можно приложить прямолинейно, разбиениями и приближениями, ну как прямой линейкой мерять длину окружности, только вот результаты?

Нормальные результаты, и самое главное совпадающие с экспериментом. А разбиения, приближения и интегрирования - нормальные математические приёмы.

[Agent]

На этих выходных будут обьявлены предварительные результаты.
Исходные данные с проба станут общедоступны в июне.
Окончательные результаты обещают в декабре

[Kent]

В первом приближении: Спутник NASA подтвердил теорию Эйнштейна
 

Как теперь отмечает Фрэнсис Эверитт, профессор Стэндфордского университета и главный исследователь проекта Gravity Probe B, данные, переданные спутником, подтверждают верность утверждений Эйнштейна с точностью свыше одного процента.

Правда, окончательные результаты анализа информации, собранной во время миссии Gravity Probe B, будут обнародованы не ранее декабря текущего года. Дело в том, что специалистам потребуется дополнительное время для проверки других положений теории относительности, требующих очень точных расчетов.

На днях 18-месячный процесс обработки полученной им информации был в общих чертах закончен, и стэнфордский профессор Френсис Эверитт (Francis Everitt) сообщил о предварительных результатах. Хотя окончательно завершить работу планируется лишь к концу года, уже можно уверенно сказать, что Общая теория относительности нашла блестящее экспериментальное подтверждение: измеренная геодезическая прецессия совпадает с расчетной с точностью более 1%. Прецессия, вызванная увлечением инерциальной системы координат, на два порядка слабее, и относительно нее ученые пока не закончили обработку.

[Кенгуру]

В первом приближении: Спутник NASA подтвердил теорию Эйнштейна
 

Как теперь отмечает Фрэнсис Эверитт, профессор Стэндфордского университета и главный исследователь проекта Gravity Probe B, данные, переданные спутником, подтверждают верность утверждений Эйнштейна с точностью свыше одного процента.

Правда, окончательные результаты анализа информации, собранной во время миссии Gravity Probe B, будут обнародованы не ранее декабря текущего года. Дело в том, что специалистам потребуется дополнительное время для проверки других положений теории относительности, требующих очень точных расчетов.

На днях 18-месячный процесс обработки полученной им информации был в общих чертах закончен, и стэнфордский профессор Френсис Эверитт (Francis Everitt) сообщил о предварительных результатах. Хотя окончательно завершить работу планируется лишь к концу года, уже можно уверенно сказать, что Общая теория относительности нашла блестящее экспериментальное подтверждение: измеренная геодезическая прецессия совпадает с расчетной с точностью более 1%. Прецессия, вызванная увлечением инерциальной системы координат, на два порядка слабее, и относительно нее ученые пока не закончили обработку.

А вот если бы спутник опроверг бы теорию Энштейна, то он бы об этом так прямо и сказал бы не получив достаточно подтверждённые данные ?

Конечно же нет. Потому, что учёные шапками закидали бы. А чтобы подтвердить эту теорию никаких точных данных и не нужно вовсе. Достаточно просто громкого голословного заявления.

[Liss]

Достаточно просто громкого голословного заявления.

Так для чайника вывод любой научной статьи выглядит голословным заявлением. Потому как саму статью он или не читал, или ничего в ней не понял.

[Reader]

Ссылочки на оригинальный текст - нет случайно?

[Maksim]

Статья из "Nature":

Gravity Probe B (GP-B) seems like the experiment that never ends. The spacecraft set records for the longest-running
development project at NASA — 40 years — and data analysis is stretching into its second year. The GP-B team may one day announce the most precise measurements yet of a long-sought effect of general relativity. But that didn't happen on 14 April, when project scientists presented an interim report to the American Physical Society meeting in Jacksonville, Florida. Team members promise a final report by December, when money for the $760-million experiment runs out. But it is clear that unexpected systematic errors will make it a real challenge to reach the original mission goals. For the most subtle effect measured, the GP-B team needs to make the experiment's uncertainty 100 times lower. GP-B is a simple concept that in reality proved overwhelming. The experiment, proposed in 1964, required four perfect spinning gyroscopes in Earth orbit to measure how the spinning planet drags the fabric of space-time around with it — a phenomenon predicted by Einstein's general theory of relativity and called 'frame-dragging'. The mission survived every NASA attempt to cancel it (see Nature 426, 380–381; 2003) and was finally launched in April 2004. The main goal was to measure frame-dragging to within 1% accuracy. That would be ten times better than the best measurements so far, which were taken by bouncing laser signals off the Earthorbiting LAGEOS satellites. GP-B has had one success. At the meeting, the team announced the first experimental measurement of geodetic precession, another small distortion of space-time. The geodetic precession of the Moon around the Earth has previously been verified to an accuracy of about 0.7%. GP-B has now measured the effect on their probe to within 1.5%. The team hopes to reduce this further — but it is the much smaller frame-dragging effect that everyone cares about. The problems plaguing the analysis are systematic errors: electrostatic effects on the spheres at the core of the gyroscopes cause misalignments and wobbles that vary unexpectedly over time. The data were also recorded in chunks because solar flares required the system to be rebooted. Physicist Clifford Will, who chairs NASA's scientific advisory committee for the project, says such errors are a real headache: "There's art involved — it's a slightly nebulous business; that's why they are being careful." Still, the team remains bullish about the remaining data analysis. "I'm not interested in being disappointed," says Francis Everitt of Stanford University, the project's principal investigator. Meanwhile, the LAGEOS findings could be further improved before the end of the year by incorporating a new model of Earth's gravitational field, as gathered by the GRACE spacecraft. Erricos Pavlis of the University of Maryland in Baltimore County, who works with the LAGEOS data, says that it would be nice to beat GP-B, but even so he doesn't want to see it fail. "After all these millions spent and decades of people's work," he says, "it's only fair that they get something out of this project."

[Maksim]

Так что у них тоже бывают всякие неприятности, наряду с неоспоримыми успехами.

[Reader]

Большое спасибо! Крайне занятно, но и - ожидаемо...

[mvg]

Статья на эту же тему (проблемы GP-B) с описанием истории вопроса (GP-A), приведена также тут.
А вот Нед Райт сообщает в своих новостях, далее цитата в моем переводе:

Четыре точных теста ОТО
14 сентября 2006 - Kramer с соавт. сообщили о результатах анализа данных за 2.5 года наблюдений за двойным пульсаром в статье опубликованной в сетевой версии Science Express. Бумажная версия появится в Science. Массы нейтронных звезд на сегодня 1.3381 +/- 0.0007 и 1.2489 +/- 0.0007 солнечных масс. Определены четыре пост-Кепплеровских параметра двойной системы, которые согласуются с ОТО с точностью 0.3 +/- 1.4%, 0.36 +/- 0.68%, 0.013 +/- 0.05%, и 0.9 +/- 0.55%.