Hafele-Keating kísérlet
A tapasztalat Hafele-Keating egy kísérleti vizsgálat az általános relativitáselmélet készült 1971 által Joseph Hafele és Richard Keating (in) . A szinkronizált atomórák közül két kereskedelmi repülőgépbe ágyazva két utat tettek a világ körül, egyet keletre és egyet nyugatra. A megérkezéshez képest az órák bemutatták az elmélet által megjósolt időeltolódást.
Leírás
A névrokon a tapasztalat Hafele és Keating a fizikus Joseph C. Hafele (1933-2014) a washingtoni St. Louis-i Egyetemen és Richard E. Keating asztrofizikus ( fr ) (1941-2006) az Egyesült Államok Tengerészeti Obszervatóriumától .
8000 eurós költségvetésből Hafele és Keating két utat tett meg a világ körül, repülőgépekkel, kereskedelmi vonalakon, négy atomórát magával véve. Az első világkörüli utazás nyugatról keletre történik4 nál nél 1971. október 7tizenkét megállóban; a második fordított sorrendben történik13. nál nél 1971. október 17tizenhárom megállóban. A két világkörüli túra végén a fedélzeti órák által jelzett időt összehasonlítjuk egy atomórával, amely az Egyesült Államok Tengerészeti Obszervatóriumában maradt .
Figyelembe véve a különböző repülési terveket, az elmélet által megjósolt ellentételezések a következők voltak:
- a kelet felé haladó órák esetében 40 ± 23 ns késés ;
- 275 ± 21 ns ólom a nyugat felé haladó órák számára.
Ezek az elmozdulások három relativisztikus hatásnak köszönhetők: a gravitációs és a Sagnac-effektusnak, valamint egy másik kisebb jelentőségű kinematikai hatásnak.
Eredmények
A négy óra eredménye mindkét esetben megegyezik az elméleti jóslatokkal:
- a kelet felé haladó órák esetében 59 ± 10 ns késés ;
- 273 ± 7 ns ólom a nyugat felé haladó órák számára.
Replikációk
A kísérletet sikeresen megismételték 1975-ben, 1996-ban és 2010-ben.
Fontosság
Ez a kísérlet nem tartozik az általános relativitáselmélet legismertebb validálásai közé, de mégis kritikusnak minősíthető, mert közvetlen megfigyelést jelent az órák relativisztikus szinkronizálásának jelenségéről, amelynek létezéséről még 1971-ben vitatott.
A Föld körül keringő műholdakba helyezett atomórák használatán alapuló helymeghatározó műholdas rendszereknek , mint például a GPS , a GLONASS , az Compass és a Galileo pontosnak kell lenniük a helyes szinkronizációs jelenségi óráknak, amelyek bizonyítékot szolgáltatnak a Hafele-Keating kísérletből.
Megjegyzések és hivatkozások
- Gourgoulhon 2010 , p. 55.
- Spagnou 2018 , p. 15.
- Spagnou 2018 , p. 1. ábra 1 .
- Spagnou 2018 .
Lásd is
Bibliográfia
: a cikk forrásaként használt dokumentum.
- [Hafele 1972] (en) Joseph C. Hafele , „ Relativistic time for terrestrial circircavigations ” , American Journal of Physics , vol. 40, n o 1,1972. jan, P. 81–85 ( OCLC 4660512442 , DOI 10.1119 / 1.1986450 , Bibcode 1972AmJPh..40 ... 81H , összefoglalás , online olvasás [PDF] ).
- [Hafele és Keating 1972a] ( fr ) Joseph C. Hafele és Richard E. Keating , „ A világ körüli atomórák: előre jelzett relativisztikus időnyereség ” , Science , vol. 177, n o 4044,Július 14 1972, P. 166-168 ( OCLC 5551455269 , PMID 17779917 , DOI 10.1126 / science.177.4044.166 , JSTOR 1734833 , Bibcode 1972Sci ... 177..166H , összefoglalás , online olvasás [PDF] ).
- [Hafele és Keating 1972b] (in) Joseph C. Hafele és Richard E. Keating , " A világ körüli atomórák: Megfigyelt relativisztikus időnyereség " , Science , vol. 177, n o 4044,Július 14 1972, P. 168-170 ( OCLC 4633010258 , PMID 17779918 , DOI 10.1126 / science.177.4044.168 , JSTOR 1734834 , Bibcode 1972Sci ... 177..168H , összefoglalás , online olvasás [PDF] ).
-
[Gourgoulhon 2010] Éric Gourgoulhon ( pref. Of Thibault Damour ), Korlátozott relativitáselmélet: részecskéi a asztrofizika , Les Ulis és Párizs, EDP Sciences és CNRS , Coll. "Jelenlegi / fizikai ismeretek",2010. május, 1 st ed. , 1 köt. , XXVI -776 p. , ábra. 15,5 × 23 cm-es ( ISBN 978-2-7598-0067-4 , EAN 9782759800674 , OCLC 690.639.994 , értesítést BNF n o FRBNF41411713 , SUDOC 14466514X , online bemutatót , olvassa el az online ) :
- pasas. 2 , szekta. 2.5 , 2.5.5 . Bekezdés , sv tapasztalat Hafele és Keating, p. 55-56 ;
- pasas. 13 , szekta. 13.3 , 13.3.5 . Bekezdés , sv tapasztalat Hafele és Keating, p. 448-449 .
-
[Spagnou 2018] Pierre Spagnou , „ Hafele és Keating döntő tapasztalata ”, Bibnum ,2018. március, 27 p. ( online előadás , online olvasás [PDF] ).
- [Trilles és Spagnou 2020] Sébastien Trilles és Pierre Spagnou , Idő a műholdas földrajzi helymeghatározásban , Les Ulis és Párizs, EDP Sciences és CNRS , coll. "Jelenlegi / fizikai ismeretek",2020 okt, 1 st ed. , 1 köt. , XIV -419 p. , beteg. és ábra. , 15,5 × 23 cm , széles ( ISBN 978-2-7598-2434-2 és 978-2-271-13542-1 , EAN 9782759824342 , OCLC 1202412260 , értesítést BNF n o FRBNF46587400 , SUDOC 249.923.122 , online prezentáció , olvasható online ) , fickó. 18 , szekta. 18.1 ( „A Hafele és Keating élmény” ), p. 265-272.
- [Taillet, Villain és Febvre 2018] Richard Taillet , Loïc Villain és Pascal Febvre , Fizikai szótár , Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur , koll. / tudomány,2018. jan, 4 th ed. ( 1 st ed. 2008. május), 1 köt. , X -956 p. , beteg. , ábra. , tabl. és indexe, 17 × 24 cm , br. ( ISBN 978-2-8073-0744-5 , EAN 9782807307445 , OCLC 1022951339 , BNF értesítést n o FRBNF45646901 , SUDOC 224.228.161 , online prezentáció , olvasható online ) , sv Hafele-Keating (tapasztalat), p. 353-354.