Işığı sürükleyen efektler - Light-dragging effects

19. yüzyılda fizik, maddenin hareketinin söylenebileceği birkaç durum vardı ışığı sürükleyin. Bu aether sürükleme hipotezi klasik fiziğin açıklama girişimiydi yıldız sapması ve Fizeau deneyi, ancak ne zaman atıldı Albert Einstein görelilik teorisini tanıttı. Buna rağmen ifade ışığı sürükleyen bu sayfada tartışıldığı gibi bir şekilde kullanımda kalmıştır.

Altında Özel görelilik Basitleştirilmiş model Einstein, ışık sürükleme etkilerinin meydana gelmediğini ve ışık hızının yayan cismin hareketinin hızından bağımsız olduğunu varsayar. Bununla birlikte, özel görelilik teorisi, partikül madde efektler veya yerçekimsel etkileri, ne de tam bir göreli tanımlamasını sağlamaz. hızlanma. Daha gerçekçi varsayımlar yapıldığında (gerçek nesnelerin partikül maddeden oluştuğu ve yerçekimi özelliklerine sahip olduğu), Genel görelilik Daha karmaşık modelin ortaya çıkardığı açıklamalar ışık sürükleme efektlerini içerir.

Einstein'ın teorisi Özel görelilik çözümü sağlar Fizeau Deneyi olarak adlandırılan etkiyi gösteren Fresnel sürükleme böylelikle ışık hızı, hareketli bir ortamın içinden geçerek değiştirilir. Einstein, hareketli bir ortamdaki ışık hızının nasıl hesaplandığını gösterdi. hız toplama formülü özel görelilik.

Einstein'ın teorisi Genel görelilik diğer ışık sürükleme etkilerine çözüm sağlar, böylece ışığın hızı, yakındaki kütlelerin hareketi veya dönüşü ile değiştirilir. Bu etkilerin hepsinin ortak bir özelliği vardır: bunların hepsi hıza bağlı etkilerdir, bu hız ister düz çizgi hareketi olsun (neden çerçeve sürükleme ) veya dönme hareketi (neden döndürme sürükleme ).

Hıza bağlı etkiler

Özel görelilik ışık hızının bir hareketli orta.

  • Hareketli bir parçacıklı gövde içinvücut yapısı içinde hareket eden ışığın, vücudun hareketi yönünde ters yöne göre daha hızlı hareket ettiği bilinmektedir (Fizeau Deney). Bu etki başlangıçta tarafından tahmin edildi sürüklenmiş eter teorileri (bkz: ör. Fresnel ). Hareket eden şeffaf bir gövdeden enine olarak hedeflenen ışığın da vücudun hareketi yönünde çevrildiği görülmektedir (R.V. Jones, J.Phys A 4 L1-L3 (1971)).

Genel görelilik tahmin ediyor ki hızlanma düz bir çizgide bir cisim olması, ışığın sürüklenmesine neden olur. Çerçeve sürükleme (veya gravitoelektromanyetizma ).

  • Hareketli bir yerçekimi kaynağı için yerçekimi alanı nesnenin bir uzantısı olarak düşünülebilir ve eylemsizlik ve momentum taşır - hareketli nesneyle doğrudan çarpışma harici bir parçacığa momentum kazandırabileceğinden, nesnenin yerçekimi alanıyla etkileşim de "momentum değişimine" izin vermelidir. Sonuç olarak, hareketli bir yerçekimi alanı ışığı sürükler ve madde. Bu genel etki, NASA yerçekimi kullanarak uzay sondalarını hızlandırmak için sapan etkisi.

Döndürme sürükleme efektleri

Altında Genel görelilik, bir cismin dönüşü, ona ek bir çekim kuvveti verir. kinetik enerji; ve ışık, dönüşle (bir dereceye kadar) çekilir (Lense-Thirring etkisi ).

  • Rotasyon durumundaGenel görelilik altında, hıza bağlı bir sürükleme etkisi gözlemliyoruz, çünkü dönen bir cisim için, nesnenin kendisiyle birlikte nesneleri çekme eğilimi, nesnenin uzaklaşan kısmının daha güçlü çekmesi olgusuyla açıklanabilir. yaklaşan kısım.

Referanslar

  • R.W. Ditchburn, Light, (3. baskı), Cilt 2 (Academic Press, Londra, 1976) - ışık ve parçacıklı medyanın hareketi
  • Kip Thorne, Kara delikler ve zaman savaşları: Einstein'ın çirkin mirası (Norton, New York, 1995) - kara deliklerin etrafında çerçeve sürükleme

daha fazla okuma

Pandey, Apoorv (2019) "Unruh etkisinin Alternatif bir yorumu". IJSER Cilt 10, ISSN 2229-5518. https://www.ijser.org/onlineResearchPaperViewer.aspx?An-Alternative-Interpretation-for-Unruh-Effect.pdf

Ayrıca bakınız