История лазера. Научное издание

Бертолотти Марио

Однако точность этих подтверждений была недостаточно высока РёР·-Р·Р° трудностей таких наблюдений. Совсем недавно этот эффект СЃРјРѕРі подвергнуть проверке Р·Р° счет использования вместо света микроволн. Были открыты объекты звездного типа, сильно излучающие РІ радиодиапазоне (квазизвездные радиоисточники, или квазары). РљРѕРіРґР° РѕРґРёРЅ РёР· РЅРёС… находится позади Солнца, РјС‹ можем наблюдать, отклоняются ли радиоволны, проходящие вблизи Солнца. Для этого нет необходимости ожидать затмения, поскольку Солнце слабо испускает радиоволны. Результат, СЃ необходимыми коррекциями побочных эффектов, показал, что теория Рйнштейна подтверждается

с более высокой точностью, чем на световых волнах.

Отклонение света Р·Р° счет гравитации оказалось даже еще более впечатляющим РІ недавние РіРѕРґС‹. Масса галактики может действовать как линза Рё фокусировать свет, который РїСЂРёС…РѕРґРёС‚ РѕС‚ удаленного источника, расположенного позади нее (СЂРёСЃ. 21). Если этот источник, галактика, действующая как линза, Рё телескоп расположены (настроены) должным образом, тогда гравитационная линза дает совершенное РєСЂСѓРіРѕРІРѕРµ изображение (кольцо Рйнштейна), наблюдаемое РЅР° некоторых фотографиях, полученных различными методами РІ разных ситуациях.

Третье подтверждение относится Рє предсказанию общей теорией относительности того, что световые волны, испускаемые источником, находящемся РІ гравитационном поле, подвержены изменению длины РІ сторону более длинных волн, С‚.Рµ. Рє красному концу спектра. Ртот эффект известен как красное смещение. РћРЅ был проверен путем исследования света, испускаемого звездами типа белых карликов, содержащих вещество РІ высокосжатом состоянии. Гравитационный потенциал РЅР° поверхности белого карлика значительно больше, чем РЅР° поверхности нашего Солнца, это дает возможность проверить этот эффект, предсказанный Рйнштейном. Другие следствия теории гравитации Рйнштейна были получены РІ последующие РіРѕРґС‹. РћРґРЅРѕ РёР· самых СЏСЂРєРёС… открытие черных дыр, коллапсированных звезд, диаметр которых сжимается РґРѕ бесконечно малой доли РёС… первоначального состояния. Свет, испускаемый черной дырой, РЅРµ может покинуть ее, так как РѕРЅ затягивается обратно огромным гравитационным полем, получающимся РїСЂРё сжатии. РџРѕ существу черная дыра это точка РІ пространстве СЃ массой обычной звезды. Р’ настоящее время существование черных дыр признается, Рё получены некоторые наблюдательные доказательства этого.

Р РёСЃ. 21. Гравитационная линза. Свет, приходящий РѕС‚ далекого объекта (квазар РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ), искривляется сильными гравитационными полями вблизи галактики или черной дыры. Наблюдатель РЅР° Земле, продолжая лучи, которые РїСЂРёС…РѕРґСЏС‚ Рє нему, воссоздает РґРІР° изображения объекта, как показано РЅР° СЂРёСЃСѓРЅРєРµ. Если объект, наблюдатель Рё галактика расположены совершенным образом, то РІСЃСЏ система обладает аксиальной симметрией Рё изображения представляются РєСЂСѓРіРѕРј СЃ объектом РІ его центре (РєСЂСѓРі Рйнштейна)

Р’ течение 19211923 РіРі. Рйнштейн совершил путешествия РїРѕ РЎРЁРђ, Европе Рё РђР·РёРё. Вайтцман убеждал его присоединиться Рє сионистскому движению. Р’ 1921 Рі. РѕРЅ получил Нобелевскую премию РїРѕ физике, РЅРѕ РЅРµ Р·Р° теорию относительности, Р° Р·Р° его служение теоретической физике, Рё особенно Р·Р° открытие закона фотоэлектрического эффекта. Р’ следующей главе РјС‹ опишем фотоэлектрический эффект.

Важной экспериментальной проверкой специальной теории относительности был отрицательный результат эксперимента, проведенного в 1887 г. Майкельсоном и Морли, поставленного для обнаружения движения Земли относительно эфира. В конце 19 столетия полагали, что колебания электрических и магнитных полей световой волны должны с необходимостью

представлять колебания некоторой среды Рё что эта среда является знаменитым эфиром, уже введенным Декартом Рё Гюйгенсом. Рлектрические колебания эфира идентифицировались СЃРѕ светом, Рё возникала проблема установить свойства этого эфира. Если, например, источник света движется РїРѕ отношению Рє эфиру или наблюдатель движется РїРѕ отношению Рє нему, то это движение можно обнаружить. РќРѕ эксперимент Майкельсона Рё Морли показал, что никакой эффект такого движения РЅРµ обнаруживается. Ртот эксперимент является РѕРґРЅРѕР№ РёР· экспериментальных РѕРїРѕСЂ теории относительности, хотя представляется, что РѕРЅ РЅРµ повлиял РЅР° работу Рйнштейна РІ 1905 Рі. Вероятно, что РѕРЅ РЅРµ был известен ему РІ то время. Р’ 1921 Рі. Р”.РЎ. Миллер (18861941), который тогда был молодым сотрудником Майкельсона, поставил аналогичный эксперимент РЅР° РіРѕСЂРµ Маунт Вильсон РІ Калифорнии, РіРґРµ располагалась астрономическая обсерватория, Рё РѕР±СЉСЏРІРёР», что РѕРЅ СЃРјРѕРі наблюдать малые влияния движения Земли РЅР° скорость света. РћРЅ теоретизировал, что РЅР° СѓСЂРѕРІРЅРµ РјРѕСЂСЏ эфир увлекается Землей, Р° РЅР° больших высотах малый эффект эфирного ветра может сказаться РЅР° распространении света. Рти результаты РѕРЅ опубликовал несколькими годами позже. Р’ то время Рйнштейн посещал Принстон, Рё РєРѕРіРґР° РѕРЅ услышал РѕР± этом, сказал знаменитую фразу: Бог коварен, РЅРѕ РћРЅ РЅРµ злонамерен.

Результат Миллера вызвал РѕРіСЂРѕРјРЅСѓСЋ радость Сѓ врагов теории относительности. Германские реакционные РєСЂСѓРіРё РЅРёРєРѕРіРґР° РЅРµ признавали факт поражения военной машины Кайзера РІ Первой РјРёСЂРѕРІРѕР№ РІРѕР№РЅРµ Рё объясняли его как результат злобного заговора евреев Рё социалистов. Рйнштейн был РІ РёС… поле зрения. Его пацифистские Рё социалистские идеи были хорошо известны. РћРЅ отказался подписать декларацию немецких профессоров РІ поддержку вторжения РІ Бельгию Рё всегда призывал Рє заключению РјРёСЂР°, даже тогда, РєРѕРіРґР° казалась близкой победа Германии. Разумеется, результаты Миллера оказались ошибочными, что немедленно продемонстрировал Георг Йосс, который выполнил серию отличных экспериментов, подтверждающих предсказания Рйнштейна.

Рйнштейн Рё статистика фотонов

Р’ 1924 Рі. Сѓ Рйнштейна СЃРЅРѕРІР° начал интересоваться фотонами относительно статистических законов, которым РѕРЅРё подчиняются. РЎ. Бозе (18941974), РІ то время лектор РїРѕ физике РІ университете Дакка РІ Восточной Бенгалии (РРЅРґРёСЏ), представил РІ 1923 Рі. статью для публикации РІ престижный английский журнал Philosophical Magazine. Р’ ней РѕРЅ давал РЅРѕРІРѕРµ доказательство формулы Планка. Через шесть месяцев редактор информировал его, что статья отвергается, Рё Бозе 4 РёСЋРЅСЏ 1924 Рі. послал СЂСѓРєРѕРїРёСЃСЊ Рйнштейну РІ Берлин СЃ РїРёСЃСЊРјРѕРј, которое начиналось так:

Уважаемый сэр,

Я осмеливаюсь представить вашему рассмотрению и вниманию статью. Я с волнением ожидаю, что вы думаете о ней... Я не знаю достаточно немецкий для перевода этой статьи и был бы признателен, если вы посодействуете для ее публикации в Zeitschriftfur Physik. Поскольку я совершенно неизвестен вам, я не настаиваю на просьбе. Но мы все ваши ученики, пользующиеся обучением у вас благодаря вашим научным сочинениям.

Следует сказать, что уже РІ 1919 Рі. Бозе вместе СЃРѕ СЃРІРѕРёРј соотечественником Рњ. Рў. Саха (18931956) опубликовал антологию работ Рйнштейна РїРѕ теории относительности, первое РёР· собраний РЅР° английском языке. Рйнштейн перевел статью Рё послал ее РІ июле 1924 Рі. РІ этот журнал, РіРґРµ РѕРЅР° Рё была опубликована РїРѕРґ именем Бозе. Рйнштейн добавил заметку следующего содержания: