Физика с Эйнштейном. Ключевые идеи в популярном изложении - Рюдигер Ваас

изменениях. Локальный – местный, от лат. locus, «место». Локальная лоренц-инвариантность – это свойство физических законов, которое подразумевает, что они должны сохраняться при локальных преобразованиях Лоренца, то есть при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой, меняя не только пространство и время, но и геометрию пространства-времени.

65

Кеннет Леон Нордведт (род. 1939) – американский физик, работавший в программе «Аполлон». Был научным консультантом в миссии НАСА и ЕКА «Космическая проверка принципа эквивалентности».

66

Гравитационная масса (тяжелая масса, тяготеющая масса) – физическая величина, характеризующая свойства тела как источника поля тяготения.

67

Гравитационная постоянная, или постоянная Ньютона, показывает, с какой силой притягиваются друг к другу две единичные массы – 1 килограмм, – находящиеся на единичном расстоянии друг от друга – 1 метр. Обозначается буквой G и равна 6,67430-10-11 м3/(кг-с2).

68

Йозеф Лензе (1890-1985) – австрийский математик. С 1946 по 1961 год был директором математического института Мюнхенского технического университета.

69

Ханс Тирринг (1888-1976) – австрийский физик-теоретик, В 1927-1938 годах руководил Институтом теоретической физики Венского университета. После аншлюса Австрии в 1938 году Тирринг был уволен с должности, поскольку активно контактировал с Альбертом Эйнштейном, Зигмундом Фрейдом, был пацифистом, отстаивал антивоенные взгляды и отказался читать лекции, если на них не будут допущены студенты-евреи. После  войны был членом Социал-демократической партии и избирался от нее в Федеральный совет Австрии, где был депутатом с 1957 до 1963 года. За активное участие в движении за мир он дважды номинировался на Нобелевскую премию мира.

70

Чарльз Уильям Фрэнсис Эверитт (род. 1934) – американский физик английского происхождения, работающий над экспериментальным подтверждением общей теории относительности. Более 40 лет был главным исследователем миссии «Гравитационный зонд В», основной целью которой является проверка эффекта замедления времени с ожидаемой точностью 1%.

71

Gravity Probe B – спутник американской космической миссии по измерению чрезвычайно слабых эффектов геодезической прецессии гироскопов на околоземной орбите и увлечения инерциальных систем отсчета вращением Земли, которые предсказывает общая теория относительности. Согласно ньютоновской механике, совершенный сферический гироскоп в отсутствие внешних сил не испытывает прецессии, то есть если вначале его ось была направлена на определенную звезду, она будет оставаться в таком положении всегда.

72

В 1963 году доктор Леонард Шифф из Стэнфордского университета на основании уравнений Эйнштейна вычислил величину прецессии осей гироскопов и предложил произвести эксперимент либо в лаборатории на Земле, либо в космосе. Из его расчетов следовало, что эффект в лаборатории будет на несколько порядков меньше, поэтому орбитальный эксперимент лучше покажет наличие эффекта.

73

Игнацио Чуфолини (род. 1951) – итальянский физик, работающий в области гравитационной физики и общей теории относительности.

74

Эффект Лензе – Тиринга, – или прецессия Лензе – Тирринга, – это релятивистская поправка к прецессии гироскопа вблизи большой вращающейся массы, такой как Земля. Это означает, что ось орбиты малого тела, вращающегося вокруг массивного, слегка смещается.

75

Этот эффект называется гравитационным красным смещением. Благодаря ему свет массивных звезд воспринимается более красным, чем он есть в действительности.

76

Роберт Вивиан Паунд (1919-2010) – американский физик-экспериментатор, известный своими работами в области ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и экспериментальной проверки общей теории относительности.

77

Глен Андерсон Ребка мл. (1931-2015) – американский физик. Занимался астрофизическими исследованиями в инфракрасном диапазоне.

78

Джозеф Карл Хафеле (1933-2014) – американский физик.

79

Ричард Э. Китинг (1941-2006) – американский астроном, как и Хафеле, наиболее известен благодаря эксперименту Хафеле – Китинга.

80

Перелеты выполнялись на обычных авиалайнерах регулярными коммерческими авиарейсами. Перелёт в восточном направлении проходил по маршруту: ВМО США – Вашингтон – Лондон – Франкфурт – Стамбул – Бейрут – Тегеран – Нью-Дели – Бангкок – Гонконг – Токио – Гонолулу – Лос-Анджелес – Даллас – Вашингтон – ВМО США и занял 65,42 часа.

В западном направлении перелет занял 80,33 часа. Маршрут: ВМО США – Вашингтон – Лос-Анджелес – Гонолулу – Гуам – Окинава – Тайбэй – Гонконг – Бангкок – Бомбей – Тель-Авив – Афины – Рим – Париж – Шаннон – Бостон – Вашингтон – ВМО США.

Общая цена билетов для часов и двух сопровождающих исследователей составила около 7600 долларов, в результате эксперимент Хафеле – Китинга оказался одним из самых недорогих экспериментов, выполненных для проверки теории относительности.

81

Автор учитывает только влияние на скорость часов высоты подъема от поверхности Земли. На самом деле специальная теория относительности предсказывала, что скорость хода покоящихся относительно наблюдателя часов будет самой большой. В системе отсчета, в которой часы не покоятся, они идут медленнее. В системе отсчета, покоящейся относительно центра Земли, часы на борту самолета, движущегося на восток – в направлении вращения Земли, скорость самолета складывается со скоростью вращения Земли, и часы идут медленнее, чем часы, которые остаются на поверхности. А часы на борту самолёта, движущегося в западном направлении – против вращения Земли, – идут быстрее, чем те, что летят на восток, так как скорость самолёта вычитается из скорости вращения поверхности Земли. Поскольку самолёты летели приблизительно на одной и той же высоте в обоих направлениях, этот эффект мало влияет на разность хода двух «путешествовавших» часов, однако он вызывает их отклонение от показаний часов на поверхности Земли.

82

Два небольших немецких города на западе земли Северный Рейн – Вестфалия поблизости от Дюссельдорфа, расстояние между ними составляет 65,9 км.

83

Мюон – нестабильная элементарная частица с массой, приблизительно в 207 раз больше массы электрона.

84

ЦЕРН – Европейский центр ядерных исследований, межгосударственная научная организация Европейского союза, крупнейшая по размерам в мире лаборатория физики высоких энергий. Ее название – это сокращение от фр. Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, CERN.

85

Накопительное кольцо, накопитель – ускоритель заряженных частиц, предназначенный для накопления и удержания интенсивного пучка частиц.

86

Сэр Джон Дуглас Кокрофт (1897-1967) – британский