Искривление светового луча в гравитационном поле

Световой луч в гравитационном поле искривляется. Траектория фотона (частицы света) в стационарном грави­тационном поле в общем случае не является прямой ли­нией (пространственной геодезической).

Свет — это электромагнитные волны определенных час­тот. Уравнения электродинамики формулировались для инерциальных систем отсчета, и в инерциальной системе в пустоте световые лучи будут прямыми. Ньютоновская тео­рия гравитации не предусматривает никакой связи между явлениями электромагнетизма и гравитацией, и поэтому предсказание эйнштейновской теорией искривления све­товых лучей полем тяготения Солнца было революцион­ным и вызвало большой интерес у физиков.

Искривление световых лучей гравитационным полем мо­жет быть понято без вычислений, с помощью мысленного эксперимента, предложенного Эйнштейном. Пусть лифт удерживается в шахте электромагнитом. На про­тивоположных стенках лифта на одном уровне имеются отверстия, причем напротив одного из отверстий на стене шахты находится источник света. Как только включается источник света, от­ключается электромагнит и лифт начинает сво­бодно падать. В момент включения света лифт становится инерциальной системой отсчета, в ко­торой свет распространяется прямолинейно. По­этому световой луч, войдя в первое отверстие, выйдет через второе. Но за время прохождения светом расстояния L до второй стенки лифта, рав­ное L / c, лифт опустится на высоту h = gL² / 2c² и луч выйдет из второго отверстия в шахту ни­же точки, в которой он был испущен. В систе­ме отсчета, связанной с шахтой, луч будет ис­кривлен.

Обнаружение искривления световых лучей гравитационным полем было первой экспериментальной проверкой (если не считать объяснения прецессии орбиты Меркурия) новой теории тяготения. Материал с сайта http://worldof.school

Во время полного солнеч­ного затмения становятся видимыми звезды. Если сфотографировать звезд­ное небо в окрестности Солнца и сравнить полу­ченную фотографию с фотографией того же участка звездного неба, сделанной в другое вре­мя, то, при наличии ис­кривления световых лу­чей, положение звезд на фотографиях будет раз­личным. В пределах неиз­бежных ошибок выводы новой теории тяготения были подтверждены.

На этой странице материал по темам:

• Почему физически искривляются лучи света в гравитационном поле?

• Теория относительности шпоры

• Где можно увидеть искривление светового луча в поле тяготения солнца

• Искривление луча света в гравитационном поле

• Кривизна прохождения светового луча в гравитационном поле солнц