Gravitomagnetický jev. Dílo Frédérica Henry-Couanniera, Marseille
Bude gravitomagnetický jev potvrzen?
- srpna 2005
Frédéric Henry-Couannier má nyní internetovou stránku, kde prezentuje a vysvětluje své práce:
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Zdroje: http://einstein.stanford.edu a http://www.gravityprobeb.com
Sonda NASA Gravity Probe B dokončila svůj první rok ve vesmíru
Nejprve si užijte pohled na start sondy. Věřím vám, že se tam skutečně ocitnete:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
Obecná relativita má určitý zvláštní aspekt, který lze například zjistit v tzv. „Kerrův metrice“, která slouží k popisu rotujících hmotných objektů. Když má objekt velkou hmotnost, vzniká jev nazývaný „frame-dragging“ (doslovně „odtahování souřadnicového systému“). Co to znamená? Představte si systém tvořený dvěma hmotami spojenými pružinou. Tuto pružinu lze protáhnout dvěma způsoby:
-
Otáčením celého systému – pak se projeví odstředivá síla.
-
„Otáčením prostoru“.
Zajímavé je, že lidé se těmito otázkami zabývali již před vznikem obecné teorie relativity. Newton nejprve předpokládal existenci absolutního prostoru, nezávislého na jakémkoli obsahu. To je jeho slavná pokus s konvicí (popisovaný v mé komiksu Cosmic Story).
Později filozof Mach (1883) navrhoval, aby prostor („inerciální referenční systém“, vůči kterému se musí pohyb vody uvažovat, aby byly pozorovány dané efekty) byl lokálně „určen obsahem hmoty“ (opak Newtonova názoru). Mach tvrdil, že kdybychom uzavřeli systém tvořený dvěma hmotami spojenými pružinou do velmi hmotné skořepiny a tuto skořepinu rychle otočili, objevil by se „odstředivý efekt“, ne proto, že bychom otáčeli samotné hmoty, ale protože bychom „otočili prostor, ve kterém jsou tyto hmoty ponořené“. V roce 1896 povzbudil Mach bratry Friedländera k provedení tohoto experimentu, který však nevykázal přesvědčivé výsledky.
Dnes se experimentátoři znovu zabývají otázkou vztahu mezi prostorem a hmotou. Zvažme podkritickou neutronovou hvězdu (tj. objekt s hmotností menší než 2,5 slunečních hmot), který pozorujeme (tzv. pulzary). V jejím okolí může být časoprostor popsán „Kerrovou metrikou“, stejně jako „Schwarzschildova metrika“ popisuje časoprostor kolem objektu, který se neotáčí. Analýza této řešení Kerru Einsteinovy rovnice vede k docela zvláštním závěrům. Například: pokud zvažujeme kruhovou dráhu kolem objektu se stejnou osou rotace, rychlost světla nebude mít stejnou hodnotu podle toho, zda sledujeme objekt při jeho rotaci, nebo naopak se pohybujeme proti němu! Znovu se zdá, že se děje tak, jako by objekt „odtahoval časoprostor s sebou“. Tento jev jsme nazvali „frame-dragging“.
To, co platí pro neutronovou hvězdu, by mělo platit v rámci obecné relativity i pro jakoukoli rotující hmotu, včetně Země samotné – s tím rozdílem, že efekty jsou pak zanedbatelně malé. Dříve by bylo nemožné je změřit, ale od nedávné doby se našel způsob, jak tyto efekty detekovat, a to byla příčinou vypuštění sondy „Gravity Probe B“. Těmto jevům jsme dali název „gravitomagnetické“, což odpovídá pouhé analogii. Pohybující se elektrický náboj vytváří magnetický efekt (magnetické pole). V rámci obecné relativity jsme rozhodli, že pohybující se hmota musí vytvářet gravitomagnetický efekt (což se projeví změnou gravitačního pole).
NASA spolu s univerzitou v Stanfordu uskutečnila experiment, který má dostatečnou přesnost, aby mohl detekovat efekty předpovídané obecnou relativitou – což se projeví jemnou změnou osy rotace gyroskopů obíhajících kolem Země ve výšce 720 km po polární dráze (která přechází přes póly). Experiment má ukázat, jak přítomnost Země a její rotace „odtahují“ a „zakřivují“ časoprostor. (V článku na stránce dragg: odtahovat, warp: zakřivovat).
Další předpovědi.
Frédéric Henry-Couannier je docent na Univerzitě Středozemí. Po dobu jednoho roku vydal následující publikace:
Publikace v recenzovaném časopise: International Journal of Modern Physics A
[Částice a pole; Gravitační fyzika; Kosmologie; Jaderná fyzika], svazek 20, číslo 11 (2005) 2341–2345
Přednášky na mezinárodních konferencích: Šestý Alexander Friedmann mezinárodní seminář
gravitace a kosmologie 28. června – 3. července 2004, Cargèse Henry-Couannier Frédéric Záporné energie v QFT a GR, temná strana gravitace 5. setkání Vietnamu fyzika částic a astrofyzika Hanoj 5.–11. srpna 2004 Henry-Couannier Frédéric Záporné energie v QFT a GR, temná strana gravitace GdR SUSY červen 2004 Clermont-Ferrand Henry-Couannier Frédéric Záporné energie v QFT a GR, temná strana gravitace Konference o století Einsteina 18.–22. července 2005, Paříž Diskrétní symetrie a GR, temná strana gravitace XVIII španělské setkání relativistické fyziky „Století relativistické fyziky“, 6.–10. září 2005, Oviedo, Španělsko, Diskrétní symetrie a GR, temná strana gravitace Předtisk na arXiv: „Diskrétní symetrie a obecná relativita: temná strana gravitace“
„Záporné energie a časová inverze v kvantové teorii pole a obecné relativitě: temná strana gravitace“
„Záporné energie a stále zrychlující plochý vesmír“.
Publikace Frédérica Henry-Couanniera otevírají mnoho perspektiv. V článku vyznačeném červeně jsou uvedeny předpovědi související s měřeními prováděnými sondou Gravity Probe B, jejichž analýza je stále v průběhu (veřejné zveřejnění výsledků z jednoho roku pozorování by mělo být brzy). Tyto předpovědi se výrazně liší od těch, které plyne z obecné relativity.
Existuje základní princip obecné relativity, považovaný za neporušitelný – princip ekvivalence. Ten tvrdí, že neexistuje žádný preferovaný referenční systém. Jinými slovy: fyzikální zákony mají ve všech referenčních systémech stejný tvar. Co je to „referenční systém“? Je to soustava určující prostor a čas přidružená k konkrétnímu pozorovateli. Princip ekvivalence předpokládá, že neexistuje žádný preferovaný pozorovatel. Frédéric Henry-Couannier však tuto základní větu fyziky zpochybňuje, což znamená tvrzení o existenci „absolutního prostoru“ (dříve nazývaného „éter“). To znamená... dát pravdu Newtonovi proti Einsteinovi a předpovědět efekty související s pohybem objektů vzhledem k tomuto absolutnímu prostoru.
Jak by mohl být tento absolutní prostor, který by pak byl „prostorem kosmologie“? („kosmotop“, místo, kde se nachází vesmír, řekl by Tirésias). Ve vesmíru neexistuje absolutní prázdno. Pokud zvažuji jeden metr krychlový ve vesmíru, daleko od jakékoliv hvězdy, oblaku mezihvězdné nebo mezigalaktické hmoty, místo, kde by se zdálo, že „nic není“, je vlastně plný fotonů, které tvoří „popel Velkého třesku“. Udělejme experiment (který skutečně byl proveden). Vezměme válec s pístem. Těsnění mezi pístem a válcem je vynikající. Rychle vytáhneme píst tak, že můžeme zanedbat velmi malý únik plynu a považujeme takto osvobozený objem za „prázdný“. Ve skutečnosti se tento objem okamžitě naplní fotonami vyslanými stěnami. Pokud je stěna při běžné teplotě, jedná se o infračervené fotony. Aby nebyly žádné fotony, musel by být válec při absolutní nule.
Jak víme, že je to tak? Protože když pustíme píst, nepřijde úplně zpět do dna válce, protože proti tomu působí „radiace tlaku“. To je... fyzika.
Pro vesmír je to podobné. I když „nemá stěny“, obsahuje „fotonový plyn“ odpovídající teplotě 3 kelvinů. (Jejich vlnová délka je 5 mm). Pokud je pozorovatel v klidu vzhledem k tomuto obrovskému oblaku fotonů, budou mít fotony „stejnou barvu“ bez ohledu na směr, kterým se dívá. Vesmír mu bude připadat izotropní. Existuje tedy speciální referenční systém (volba konkrétního pozorovatele), vůči němuž je vesmír izotropní. Naopak, pokud se pohybujeme vzhledem k tomuto fotonovému plynu, budou fotony v jednom směru vždy červeně posunuté (Dopplerův efekt) a v opačném směru modře posunuté. Země se pohybuje rychlostí 300 km/s vzhledem k tomuto „CMB“ (Cosmic Microwave Background).
Dráha sondy je polární. Je umístěna v rovině, která je pevná. Země se otáčí kolem své osy vzhledem k této rovině. Očekávaný gravitomagnetický efekt vychází z „odtahování časoprostoru“ Zemí.
V rámci obecné relativity je „gravitomagnetický efekt odtahování“ (frame-dragging effect) spojen s relativní rotací Země vzhledem k měřícímu zařízení. To je právě ten efekt, který se očekává změřit pomocí Gravity Probe B. Frédéric Henry-Couannier nám předpovídá, že tento efekt nebude změřen, a říká, že pokud bude efekt změřen, bude způsoben pohybem gyroskopu (měřícího zařízení) vzhledem k preferovanému referenčnímu systému, např. tomu CMB.
Podle obecné relativity se měřený efekt odtahování (dragging effect) projeví jako precese osy gyroskopu, která bude s časem neustále narůstat. Efekt bude řádově několik setin úhlové vteřiny za rok.
Pokud existuje „efekt preferovaného referenčního systému“ („efekt Henry-Couanniera“), bude jev periodický s amplitudou čtyř setin úhlové vteřiny (pokud je preferovaný systém právě CMB). Tento výsledek vyplývá z úplné rekonstrukce obecné relativity.
18. srpna 2005. E-mail od Frédérica Henry-Couanniera, který chce upřesnit svůj postoj:
Milý Jean-Pierre,
Přečetl jsem si oznámení, které jsi uveřejnil na svém webu o neobvyklém gravitomagnetickém jevu předpovídaném mým modelem, a rád bych k němu přidal několik poznámek, zároveň však upozornil, že sekce gravitomagnetismu v mé teorii ještě není úplně vyjasněna. Rozdíl s obecnou relativitou mám pouze v určitých případech, například tehdy, když existuje jediný preferovaný referenční systém (ten, ve kterém je CMB v klidu). Test sondy Gravity Probe B bude proto rozhodující, protože mi umožní zjistit počet preferovaných referenčních systémů a v jakém typickém objemu je každý platný. Navíc je třeba, aby gyroskop obíhal v oblasti, kde se aplikuje můj ne lokální gravitační model – což samotné není zcela jasné.
Mé přesvědčení zůstává, že jediný test, který by mohl definitivně vyloučit tento model v jeho současném stavu, je test parametru Post-Post-Newtonien pro statické řešení. Přesto si dovolím „pro zábavu“ vsadit na neobvyklý gravitomagnetický efekt na tvém webu, protože existuje velmi málo jiných teoretických modelů, které dělají takové předpovědi, a pokud by obecná relativita byla zpochybněna, bylo by to jackpot.
Brzy budu na svém webu populárně vysvětlovat tyto myšlenky a jejich úžasné důsledky.
S přátelstvím,
Milý Jean-Pierre,
Přečetl jsem si oznámení, které jsi uveřejnil na svém webu o neobvyklém gravitomagnetickém jevu předpovídaném mým modelem, a rád bych k němu přidal několik poznámek, zároveň však upozornil, že sekce gravitomagnetismu v mé teorii ještě není úplně vyjasněna. Rozdíl s obecnou relativitou mám pouze v určitých případech, například tehdy, když existuje jediný preferovaný referenční systém (ten, ve kterém je CMB v klidu). Test sondy Gravity Probe B bude proto rozhodující, protože mi umožní zjistit počet preferovaných referenčních systémů a v jakém typickém objemu je každý platný. Navíc je třeba, aby gyroskop obíhal v oblasti, kde se aplikuje můj ne lokální gravitační model – což samotné není zcela jasné.
Mé přesvědčení zůstává, že jediný test, který by mohl definitivně vyloučit tento model v jeho současném stavu, je test parametru Post-Post-Newtonien pro statické řešení. Přesto si dovolím „pro zábavu“ vsadit na neobvyklý gravitomagnetický efekt na tvém webu, protože existuje velmi málo jiných teoretických modelů, které dělají takové předpovědi, a pokud by obecná relativita byla zpochybněna, bylo by to jackpot.
Brzy budu na svém webu populárně vysvětlovat tyto myšlenky a jejich úžasné důsledky.
S přátelstvím,
Zpět k Průvodci Zpět na hlavní stránku
Počet návštěv od 15. srpna 2005: