Просмотр кода страницы Опыт де Ситтера с двойной звездой

'''Опыт де Ситтера с двойной звездой''' был описан [[Де Ситтер, Виллем|Виллемом де Ситтером]] в 1913 г.<ref>W. de Sitter, [http://www.datasync.com/~rsf1/desit-1g.htm Ein astronomischer Beweis für die Konstanz der Lichgeshwindigkeit] {{Wayback|url=http://www.datasync.com/~rsf1/desit-1g.htm |date=20161130191305 }} ''Physik. Zeitschr'', 14, 429 (1913).</ref><ref>W. de Sitter, [http://www.datasync.com/~rsf1/desit-2g.htm Über die Genauigkeit, innerhalb welcher die Unabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Bewegung der Quelle behauptet werden kann] {{Wayback|url=http://www.datasync.com/~rsf1/desit-2g.htm |date=20160303174834 }} ''Physik. Zeitschr'', 14, 1267 (1913).</ref><ref>{{Citation|author=de Sitter, Willem|title=A proof of the constancy of the velocity of light|journal=Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences|volume=15|issue=2|year=1913|pages=1297–1298|title-link=s:A proof of the constancy of the velocity of light|bibcode=1913KNAB...15.1297D}}</ref><ref name="desit2">{{Citation|author=de Sitter, Willem|title=On the constancy of the velocity of light|journal=Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences|volume=16|issue=1|year=1913|pages=395–396|title-link=s:On the constancy of the velocity of light}}</ref> (а также [[Дэниел Фрост Комсток|Дэниелом Фростом Комстоком]] в 1910 году<ref>{{Citation|last=Comstock|first=Daniel Frost|title=A Neglected Type of Relativity|journal=Physical Review|year=1910|volume=30|issue=2|page=267|doi=10.1103/PhysRevSeriesI.30.262|bibcode=1910PhRvI..30..262.|title-link=s:A Neglected Type of Relativity}}</ref>) и использовался для подтверждения [[Специальная теория относительности|специальной теории относительности]] в противовес конкурирующей [[Баллистическая теория|баллистической теории]] [[Ритц, Вальтер|Вальтера Ритца]], которая постулировала [[Переменная скорость света|переменную скорость света]]. Де Ситтер показал, что теория Ритца предсказывала, что орбиты двойных звезд будут казаться более эксцентричными, чем те которые согласуются с экспериментом и законами [[Механика|механики]], однако экспериментальный результат был отрицательным. Это подтвердил Брехер в 1977 году, наблюдая спектр [[Рентгеновское излучение|рентгеновских лучей]]<ref name="brecher">{{Cite journal|author=Brecher, K.|title=Is the speed of light independent of the velocity of the source|journal=Physical Review Letters|volume=39|year=1977|pages=1051–1054|doi=10.1103/PhysRevLett.39.1051|bibcode=1977PhRvL..39.1051B|issue=17}}</ref>. О других экспериментах, связанных со специальной теорией относительности, см. [[Экспериментальная проверка специальной теории относительности|Тесты специальной теории относительности]].

== Эффект ==
{{несколько изображений
 | изобр1=SitterKonstanz.png
 |ширина1=153 
 | изобр2=De Sitter argument against emission theory.gif
 | подпись=Аргумент Виллема де Ситтера против баллистической теории. Согласно простой баллистической теории, свет движется со скоростью с по отношению к излучающему объекту. Если бы это было правдой, свет, испускаемый звездой в двойной звёздной системе с разных частей орбитального пути, двигался бы к нам с разной скоростью. Для определенных комбинаций орбитальной скорости, расстояния и наклонения «быстрый» свет, излучаемый во время сближения, будет догонять «медленный» свет, излучаемый во время удаляющейся части орбиты звезды. Таким образом, [[законы Кеплера о движении планет|законы движения Кеплера]] очевидно будут нарушены для удалённого наблюдателя. Будет замечено много причудливых эффектов, в том числе (а) как показано, кривые блеска переменных звёзд необычной формы, которых никогда не видели, (б) экстремальные доплеровские красные и синие смещения в фазе с кривыми блеска, подразумевающие сильно некеплеровскую орбиты, (c) расщепление спектральных линий (обратите внимание на одновременный приход к цели света с синим и красным смещением) и (d) если двойная звёздная система разрешается в телескоп, периодическое расщепление звёздных изображений на несколько изображений<ref name=Bergmann1976>{{cite book|last=Bergmann|first=Peter|title=Introduction to the Theory of Relativity|year=1976|publisher=Dover Publications, Inc|isbn=0-486-63282-2|pages=[https://archive.org/details/introductiontoth00berg/page/19 19–20]|quote=In some cases, we should observe the same component of the double star system simultaneously at different places, and these 'ghost stars' would disappear and reappear in the course of their periodic motions.|url-access=registration|url=https://archive.org/details/introductiontoth00berg/page/19}}</ref>.
 | зона_подписи=left
 | ширина2=405
}}

Согласно простой [[Баллистическая теория|баллистической теории]], [[свет]], испускаемый объектом, должен двигаться со [[Скорость света|скоростью]] <math>c</math> относительно излучающего объекта. Если нет усложняющих [[Эффекты перетаскивания света|эффектов увлечения]], можно было бы ожидать, что свет будет двигаться с той же скоростью, пока в конце концов не достигнет наблюдателя. Для объекта, движущегося прямо к наблюдателю (или от него) в <math>v</math> метров в секунду, тогда можно было бы ожидать, что этот свет всё ещё будет двигаться со скоростью <math>(c+v)</math> (или <math>(c-v)</math>) метров в секунду в то время, когда он дошёл до нас.

В 1913 году [[Де Ситтер, Виллем|Виллем де Ситтер]] утверждал, что если бы это было правдой, то звезда, вращающаяся в двойной звёздной системе, обычно по отношению к нам поочередно двигалась бы к нам и удалялась от нас. Свет, испускаемый из разных частей орбитального пути, будет двигаться к нам с разной скоростью. Для ближайшей звезды с малой орбитальной скоростью (или чья плоскость орбиты была почти перпендикулярна нашему лучу зрения) это может просто сделать орбиту звезды неустойчивой, но при достаточном сочетании орбитальной скорости и расстояния (и наклонения) «быстрый» свет, излучаемый во время сближения, сможет догнать и даже перегнать «медленный» свет, излучаемый ранее во время удаляющейся части орбиты звезды, и звезда в полученном изображении будет скрыта. То есть [[Законы Кеплера|законы движения Кеплера]], по-видимому, нарушались бы для удалённого наблюдателя.

Де Ситтер провёл исследование двойных звёзд и не обнаружил случаев, когда расчётные орбиты звёзд казались некеплеровскими. Поскольку общая разница во времени полёта между «быстрыми» и «медленными» световыми сигналами, как ожидается, будет линейно масштабироваться с расстоянием в простой баллистической теории, и исследование (статистически) включало бы звёзды с разумным разбросом расстояний и орбитальных скоростей и ориентаций, де Ситтер пришёл к выводу, что эффект ''должен'' был бы наблюдаться, если бы модель была верна, а его отсутствие означет, что баллистическая теория почти наверняка ошибочна.

== Примечания ==
;Комментарии

* Современные эксперименты типа де Ситтера опровергают идею о том, что свет может двигаться со скоростью, частично зависящей от скорости излучателя (''c'=c + kv''), где скорость излучателя ''v'' может быть положительной или отрицательной, а коэффициент ''k'' принимает значение от 0 до 1, обозначающий степень, в которой скорость света зависит от скорости источника. Де Ситтер установил верхний предел ''k'' < 0,002, но эффекты поглощения делают этот результат подозрительным<ref name="desit">{{Citation|author=de Sitter, Willem|title=On the constancy of the velocity of light|journal=Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences|volume=16|issue=1|year=1913|pages=395–396}}</ref>.
* Опыт Де Ситтера подвергся критике из-за [[Межзвёздное поглощение|эффекта поглощения]] со стороны Дж. [[Джей Джи Фокс|Г. Фокса]]. То есть во время своего полёта к Земле световые лучи поглощались бы и переизлучались межзвёздным веществом, почти находящимся в покое относительно Земли, так что скорость света должна была бы стать постоянной относительно Земли, независимо от движения первоисточник(и)<ref name="fox">{{Citation|author=Fox, J. G.|title=Evidence Against Emission Theories|journal=American Journal of Physics|volume=33|issue=1|year=1965|pages=1–17}}</ref>.
* В 1977 году Кеннет Брехер опубликовал результаты аналогичного двойного исследования и пришел к аналогичному выводу: любые видимые отклонения в орбитах двойных звезд слишком малы, чтобы поддерживать баллистическую теорию. В отличие от де Ситтера, он наблюдал рентгеновский спектр, тем самым исключая возможные влияния эффекта поглощения. Он установил верхний предел <math>k < 2\times10^{-9}</math><ref name="brecher" />.
* Есть также земные эксперименты, которые говорят против таких теорий, см. [[Баллистическая теория|Эксперименты по проверке баллистических теорий]].
;Источники
{{примечания}}
{{Экспериментальная проверка специальной теории относительности}}

[[Категория:1913 год в науке]]
[[Категория:Физические эксперименты]]