|
Радиоастрон поможет проверить теорию относительности с большей точностью
|
|
|
|
Водородный стандарт частоты на борту космического радиотелескопа "РадиоАстрон" поможет исследователям выяснить, насколько изменяется течение времени при ослаблении гравитационного поля Земли, рассказал корр. ТАСС Александр Бирюков, заведующий лабораторией Аппаратуры и методов орбитальной радиоинтерферометрии (на сверхдлинных базах) Физического института им. П.А. Лебедева РАН.
|
|
|
|
Cтандарты частоты используются для формирования высокоточных атомных шкал времени. Одна секунда такой шкалы соответствует определенному числу переходов электронов между двумя энергетическими уровнями атома какого-либо вещества.
|
 |
|
"На долговременной высокоапогейной орбите водородных стандартов частоты еще не было. У нас - первая такая попытка", - отметил Бирюков.
|
|
|
|
Согласно теории относительности, время в слабом гравитационном поле течет быстрее, чем в сильном. Из-за ослабления гравитационного взаимодействия при удалении космического аппарата от центра Земли время, необходимое атомам для совершения одного перехода, уменьшается, то есть повышается частота излучения. В результате сигнал на "РадиоАстроне" имеет "добавку", приобретенную от воздействия земного гравитационного поля.
|
|
|
|
В 1976 году похожий эксперимент проводили американские ученые. В нем стандарт частоты находился на ракете, запущенной на высоту порядка 10 000 км. Точность их измерений составила 0,04% . Сейчас наши ученые задались целью "этот результат подтвердить и по возможности улучшить", - сказал исследователь.
|
|
|
|
"РадиоАстрон" обращается вокруг Земли по вытянутой орбите, уходя от планеты на 300 000 км. По своей орбите он проходит примерно за 9 суток. Сформированная на основе сигнала водородного стандарта шкала времени передается по радиоканалу на Землю. Здесь она сравнивается с той, что выдает такой же стандарт, оставшийся на Земле.
|
|
|
|
"Однако не все так просто. Пока сигнал проходит от спутника до Земли, он приобретает различные "добавки"", - пояснил ученый. Одна из таких "добавок" - допплеровское смещение частоты. Эффект Допплера можно легко наблюдать, если прислушаться к тому, как повышается и понижается тон сирены автомобиля скорой помощи при приближении к слушателю и удалении от него, соответственно. Это происходит из-за изменения длинны звуковой волны. То же самое происходит и с волнами электромагнитного диапазона при движении источника относительно наблюдателя.
|
|
|
|
"Допплеровская поправка в нашем радиоканале на частоте 8 ГГц составляет 20 КГц, а вклад гравитационного смещения находится где-то в районе 5 Гц. Кроме того, есть еще релятивистские и аппаратурные поправки, поправки на влияние ионосферы и тропосферы", - рассказал Бирюков.
|
|
|
|
|
|
Если вычесть все эти поправки, в "сухом остатке" получится гравитационное смещение. Однако специалисты, работающие с "РадиоАстроном", используют следующий способ. Если сигнал соответствующей частоты отправить с Земли на спутник, то его частота по прибытии "туда" изменится из-за влияния гравитации. Если потом этот сигнал вернуть на Землю, то на обратном пути гравитационный вклад компенсируется, а влияние всех остальных факторов останется. А если отправить с "РадиоАстрона" на Землю по параллельному радиоканалу сигнал от бортового стандарта частоты, то при сравнении на Земле упомянутых сигналов можно выделить гравитационное смещение.
|
|
|
|
Использование орбитального режима полета спутника позволяет получать серию измерительных данных с различных витков и при использовании методов статистической обработки повышать точность измерений.
|
|
|
|
Сейчас у ученых есть данные предварительных калибровочных измерений. А до конца 2016 года они надеются получить значимые научные результаты.
|
|
|
|
http://tass.ru/nauka/2130620
|
