تأخیر شاپیرو. تأخیر شاپیرو یا تأخیر زمانی گرانشی که پس از اروین شاپیرو نام گذاری شده است، پدیده ای است که موجب می شود سرعت نور هنگام عبور از کنار یک جرم بزرگ، برای ناظر دوردست کمتر به نظر برسد. این پدیده با نسبیت عام سازگار است و یکی از چهار آزمون کلاسیک این نظریه در منظومهٔ خورشیدی می باشد. این اثر برخلاف برخی اثرات دیگر مانند انتقال به سرخ گرانشی و خم شدن نور در نزدیکی میدان های گرانشی، در زمان ارائهٔ نسبیت عام در ۱۹۱۶ پیش بینی نشد و حدود ۵۰ سال بعد در ۱۹۶۴ توسط اروین شاپیرو مطرح گردید. [ ۱]
این تأخیر بارها در منظومهٔ خورشیدی، برای مثال با استفاده از سیگنال های راداری به سمت سیارهٔ زهره در هنگام حضور و عدم حضور یک جرم بزرگ در کنار مسیر سیگنال اندازی گیری شده است. [ ۲]
در یک میدان گرانشی نزدیک به ایستا با شدت متوسط ( مانند آنچه در نزدیکی سیاره ها و ستاره ها وجود دارد، و نه در نزدیکی سیاه چاله ها ) این پدیده را می توان حالت خاصی از اتساع زمان گرانشی دانست. طبق نسبیت خاص سرعت نور در مسیرهای به اندازه کافی کوچک که فضازمان به طور مؤثر تخت است، ثابت است. این مطلب در مورد مسیرهای بزرگ تر و در حضور میدان گرانشی درست نیست؛ بنابراین می توان گفت دلایل این پدیده چنین هستند:[ ۳]
• در نزدیکی جرم های عظیم زمان برای مکان نور از دید ناظر دوردست کندتر می گذرد و بنابراین از دید این ناظر سرعت نور کمتر می شود.
• خمیدگی فضا موجب می شود که نور مسیر طولانی تری را از حالتی که جرم مورد نظر وجود نداشت طی کند.
در شرایط میدان گرانشی ضعیف و مستقل از زمان تنسور متریک را می شود چنین تقریب زد:
g = ( 1 + 2 ϕ ( r ) 0 0 0 0 − 1 + 2 ϕ ( r ) 0 0 0 0 − r 2 0 0 0 0 − r 2 sin 2 θ )
برای سیگنالی که از اطراف یک جرم عظیم می گذرد تأخیر زمانی چنین به دست می آید:
Δ t = − 2 G M c 3 log ( 1 − R ⋅ x )
که در آن R بردار یکه از محل ناظر به محل چشمه میدان است.
• C. M. Will: Theory and experiment in gravitational physics. Cambridge University Press, Cambridge ( 1993 ) . Standardwerk zur experimentellen Überprüfung der ART
• C. M. Will: Was Einstein Right?: Putting General Relativity to the Test. Basic Books ( 1993 ) . Eine populärwissenschaftliche Zusammenfassung desselben
• C. M. Will: The Confrontation between General Relativity and Experiment, Living Reviews in Relativity. ( 2006 ) . Kürzere, aber aktuellere Fassung von Theory and experiment in gravitational physics
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاین تأخیر بارها در منظومهٔ خورشیدی، برای مثال با استفاده از سیگنال های راداری به سمت سیارهٔ زهره در هنگام حضور و عدم حضور یک جرم بزرگ در کنار مسیر سیگنال اندازی گیری شده است. [ ۲]
در یک میدان گرانشی نزدیک به ایستا با شدت متوسط ( مانند آنچه در نزدیکی سیاره ها و ستاره ها وجود دارد، و نه در نزدیکی سیاه چاله ها ) این پدیده را می توان حالت خاصی از اتساع زمان گرانشی دانست. طبق نسبیت خاص سرعت نور در مسیرهای به اندازه کافی کوچک که فضازمان به طور مؤثر تخت است، ثابت است. این مطلب در مورد مسیرهای بزرگ تر و در حضور میدان گرانشی درست نیست؛ بنابراین می توان گفت دلایل این پدیده چنین هستند:[ ۳]
• در نزدیکی جرم های عظیم زمان برای مکان نور از دید ناظر دوردست کندتر می گذرد و بنابراین از دید این ناظر سرعت نور کمتر می شود.
• خمیدگی فضا موجب می شود که نور مسیر طولانی تری را از حالتی که جرم مورد نظر وجود نداشت طی کند.
در شرایط میدان گرانشی ضعیف و مستقل از زمان تنسور متریک را می شود چنین تقریب زد:
g = ( 1 + 2 ϕ ( r ) 0 0 0 0 − 1 + 2 ϕ ( r ) 0 0 0 0 − r 2 0 0 0 0 − r 2 sin 2 θ )
برای سیگنالی که از اطراف یک جرم عظیم می گذرد تأخیر زمانی چنین به دست می آید:
Δ t = − 2 G M c 3 log ( 1 − R ⋅ x )
که در آن R بردار یکه از محل ناظر به محل چشمه میدان است.
• C. M. Will: Theory and experiment in gravitational physics. Cambridge University Press, Cambridge ( 1993 ) . Standardwerk zur experimentellen Überprüfung der ART
• C. M. Will: Was Einstein Right?: Putting General Relativity to the Test. Basic Books ( 1993 ) . Eine populärwissenschaftliche Zusammenfassung desselben
• C. M. Will: The Confrontation between General Relativity and Experiment, Living Reviews in Relativity. ( 2006 ) . Kürzere, aber aktuellere Fassung von Theory and experiment in gravitational physics
wiki: تأخیر شاپیرو