Gravitomagnetický jev
bude pozorován?
- srpna 2005
Frédéric Henry-Couannier má nyní internetovou stránku, kde prezentuje a vysvětluje své práce:
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Zdroje:
a
Sonda NASA Gravity Probe B dokončila svůj první rok ve vesmíru
Začněte tím, že si užijete pohled na start zařízení. Dávám vám slovo, vypadá to skutečně takhle:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
Obecná teorie relativity má zvláštní aspekt, který lze například detekovat v "Kerrův metrice", která se používá k popisu hmotných těles v rotaci. Když objekt má velmi velkou hmotnost, objeví se jev nazývaný "frame-dragging", což doslovně znamená "přitažení souřadného systému". Co to znamená? Představte si systém tvořený dvěma hmotami spojenými pružinou. Tuto pružinu lze prodloužit dvěma způsoby:
- Nastavením tohoto systému do rotace. Pak se projeví odstředivá síla.
- "Otočením prostoru".
Zajímavé je, že lidé se těmito otázkami zabývali již předtím, než se objevila teorie obecné relativity.
Newton nejprve předpokládal existenci "absolutního prostoru", nezávislého na jakémkoli obsahu. To je jeho známá experiment s pohárkem (popisovaný v mé komiksu Cosmic Story).
Později filozof Mach (1883) navrhl, aby prostor ("inerciální referenční systém, ve vztahu k němuž se pohyb vody musí uvažovat, aby byly pozorovány efekty") byl lokálně "determinován svým obsahem" (opak Newtonova názoru). Mach tvrdil, že pokud bychom systém tvořený dvěma hmotami spojenými pružinou uzavřeli do velmi hmotné kabiny a tu bychom začali rychle otáčet, objevil by se "odstředivý efekt", ne proto, že bychom otáčeli těmito hmotami, ale proto, že bychom "otáčeli prostorem, ve kterém jsou tyto hmoty ponořené". V roce 1896 povzbudil Mach bratry Friedländera k provedení tohoto experimentu, který však nedal důkazní výsledky.
Dnes se experimentátoři znovu zabývají otázkou vztahu mezi prostorem a hmotou. Zvažme subkritickou neutronovou hvězdu (tj. hvězdu s hmotností nižší než 2,5 sluneční hmoty), kterou pozorujeme (tzv. pulzary). V jejím okolí lze prostor-čas popsat "Kerrův metrikou", stejně jako "Schwarzschildovou metrikou" popisuje prostor-čas kolem objektu, který se neotáčí. Analýza této řešení Einsteinových rovnic vede k docela zvláštním závěrům. Například: pokud zvážíme kruhovou dráhu kolem objektu se stejnou osou rotace, rychlost světla nebude mít stejnou hodnotu podle toho, zda se pohybujeme s objektem ve směru jeho rotace nebo opačně! Zde opět předpokládáme, že se všechno děje tak, jako by objekt "přitahoval prostor-čas s sebou". Tento jev dostal název "frame-dragging".
To, co platí pro neutronovou hvězdu, by mělo platit i pro každou hmotu v rotaci v rámci obecné teorie relativity, včetně Země samotné, s výjimkou toho, že v tomto případě jsou efekty velmi malé. Doteď bylo nemožné je změřit, ale od velmi nedávné doby byl nalezen způsob, jak tyto efekty prokázat, a to byl důvod pro vypuštění sondy "Gravity Probe B". Těmto jevům bylo přisouzeno označení "gravitomagnetické", což odpovídá jednoduché analogii. Pohybující se elektrický náboj vytváří magnetický efekt (magnetické pole). V rámci obecné teorie relativity bylo rozhodnuto, že hmotnost v pohybu musí vytvářet gravitomagnetický efekt (což se projeví změnou gravitačního pole).
Experiment provedený NASA spolu s univerzitou v Stanfordu má potřebnou přesnost, aby mohl prokázat efekty předpovězené obecnou teorií relativity, které by se projevily jako minimální změna osy rotace gyroskopů obíhajících kolem Země ve výšce 720 km po polární dráze (proletující přes póly). Experiment má ukázat, jak přítomnost Země a její rotace ovlivňují a zkřivují prostor-čas. (V článku na stránce dragg: "přitahovat", "warp": "zkřivovat").
Další předpovědi.
Frédéric Henry-Couannier je profesorem na Univerzitě v Sýrii. Po dobu jednoho roku vydal následující publikace:
Publikace v recenzovaném časopise:
International Journal of Modern Physics A [Particles and Fields; Gravitation; Cosmology; Nuclear Physics], Vol. 20, No. 11 (2005) 2341-2345
Prezentace na mezinárodních konferencích:
Šestý Alexander Friedmann mezinárodní seminář o gravitaci a kosmologii 28. června – 3. července 2004 Cargèse
Henry-Couannier Frédéric
Negativní energie v QFT a GR, temná strana gravitace
Páté setkání Vietnamu o fyzice částic a astrofyzice
Hanoi 5. až 11. srpna
Henry-Couannier Frédéric
Negativní energie v QFT a GR, temná strana gravitace
GdR SUSY
červen 2004 Clermont-Ferrand
Henry-Couannier Frédéric
Negativní energie v QFT a GR, temná strana gravitace
Konference Albert Einsteinu
- až 22. července 2005 Paříž
Diskrétní symetrie a GR, temná strana gravitace
XVIII španělské setkání o relativitě "Století fyziky relativity", 6. až 10. září 2005, Oviedo, Španělsko,
Diskrétní symetrie a GR, temná strana gravitace
Předtisk na arxiv:
gr-qc/0410055
"Discrete symmetries and general relativity: the dark side of gravity"
gr-qc/0404110
"Negatives energies and time-reveral in quantum field theory and General relativity: the dark side of gravity"
gr-qc/0507065
"Negative energies and a constantly accelerating flat universe"
Články napsané Frédéricem Henry-Couannierem otevírají mnoho perspektiv. V článku označeném červeně jsou předpovědi spojené s těmito měřeními prováděnými sondou Gravity Probe B, jejichž analýza probíhá (publikace výsledků pozorování prováděných po dobu jednoho roku je v podstatě očekávána). Tyto předpovědi se výrazně liší od těch, které vyplývají z obecné teorie relativity.
Je základní princip obecné teorie relativity, který se považuje za nedotknutelný, to je
princip ekvivalence
. Tento princip tvrdí, že neexistuje žádný privilegovaný referenční rámec. Jinými slovy: fyzikální zákony mají stejný tvar ve všech referenčních rámci. Co je to "referenční rámec"? Je to systém pro určování prostoru a času spojený s konkrétním pozorovatelem. Princip ekvivalence předpokládá, že neexistuje žádný privilegovaný pozorovatel. Frédéric Henry-Couannier však odmítá tento pilíř fyziky, což znamená, že tvrdí, že existuje "absolutní prostor" (dříve nazývaný "éter"). To znamená... dát pravdu Newtonovi, proti Einsteinovi, předpovídající efekty spojené s pohybem objektů vzhledem k tomuto absolutnímu prostoru.
Jaký 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 vakuum. Pokud zvažuji krychli o objemu 1 metr v vesmíru, daleko od jakékoli hvězdy, jakéhokoli oblaku mezihvězdné nebo mezigalaktické hmoty, místo, kde by se zdálo, že "nic není", je ve skutečnosti plný fotonů, které tvoří "popel z velkého třesku". Udělejme experiment (který byl skutečně proveden). Vezměme válec s pístem. Uzavírací píst-válec je velmi dobrý. Tahám náhle za píst, takže mohu považovat za "prázdný" objem, který se uvolnil, přesně vzhledem k velmi slabému úniku mého uzavírání. Ve skutečnosti se tento objem okamžitě zaplní fotonem vyzářenými stěnami. Pokud je moje stěna v běžné teplotě, jsou to infračervené fotony. Aby v něm nebyly žádné fotony, musel by být válec v absolutní nule.
Jak víme, že to tak je? Protože pokud pustím píst, nevrátí se zcela do dna válce, protože "radiace tlaku" na něj působí. To je... fyzika.
Pro vesmír je to podobné. I když "nemá stěny", obsahuje "fotonový plyn" s teplotou 3 stupňů absolutní. (jejich vlnová délka je 5 mm). Pokud je pozorovatel klidný vzhledem k tomuto obrovskému množství fotonů, budou mít foton "stejnou barvu", bez ohledu na to, kam se podívá. Vesmír mu bude vypadat izotropně. Existuje tedy speciální referenční rámec (výběr konkrétního pozorovatele), vzhledem ke kterému vesmír vypadá izotropně. Naopak, pokud se pohybujeme vzhledem k tomuto fotonovému plynu, bude v jednom směru vždy červený posun fotonů, díky efektu Dopplera a modrý posun v opačném směru. Země se pohybuje rychlostí 300 km/s vzhledem k tomuto "CMB" (Cosmic Microwave Background).
Orbita sondy je polární. Je umístěna v rovině, která je pevná. Země se otáčí kolem své osy vzhledem k této rovině. Očekávaný gravitomagnetický efekt vzniká z "přitažení prostoru-času" Zemí.
V obecné teorii relativity "gravitomagnetický efekt přitažení" (efekt frame-dragging) je spojen s relativním pohybem rotace Země vzhledem k měřicímu zařízení. Tento jev se očekává měřit s pomocí Gravity Probe B.
Frédéric Henry-Couannier nám předpovídá, že tento efekt nebude změřen
a říká nám, že pokud bude efekt změřen, bude to způsobeno pohybem gyroskopu-měřicího zařízení vzhledem k privilegovanému referenčnímu rámci, jako je ten CMB.
Podle obecné teorie relativity měřený efekt přitažení (dragging effect) se projeví jako precese osy gyroskopu, která se bude zvyšovat s časem. Efekt bude řádově několik setin úhlové sekundy za rok.
Pokud existuje "efekt privilegovaného referenčního rámce" ("efekt Henry-Couannier"), bude jev
periodický
, s amplitudou čtyř setin úhlové sekundy (pokud je privilegovaný referenční rámec ten CMB). Tato pozice vychází z
celkové rekonstrukce
obecné teorie relativity.
- srpna 2005
.
E-mail od Frédérica Henry-Couanniera, který chce upřesnit svou pozici:
Milý Jean-Pierre,
Přečetl jsem oznámení, které jsi publikoval na svém webu o neobvyklém gravitomagnetickém jevu, který by můj model předpovídal, a chtěl bych k tomu přidat několik poznámek a zároveň upozornit na toto oznámení, protože se v mém modelu gravitomagnetický sektor ještě nezcela vyřešil. Je to jen v některých případech, například pokud existuje jediný privilegovaný referenční rámec (ten, kde je CMB v klidu), když se liším od obecné teorie relativity. Test Gravity Probe B bude tedy klíčový, protože mi umožní zjistit počet privilegovaných referenčních rámce a v jakém typickém objemu je každý platný. Navíc, gyroskop musí obíhat v oblasti, kde se můj ne lokální gravitační sektor uplatňuje, což není také zcela jasné.
Moje přesvědčení zůstává, že jediný test, který může definitivně vyloučit tento model v jeho současném stavu, je parametr Post-Post-Newtonian statického řešení. Přesto však "pro zábavu" vsázím na neobvyklý gravitomagnetický jev na tvém webu, protože existuje velmi málo jiných teoretických modelů, které předpovídají takové věci a pokud by obecná teorie relativity byla zpochybněna, byl by to jackpot.
Brzy vysvětlím tyto myšlenky a jejich podivuhodné důsledky na svém vlastním webu.
S pozdravem,
