"Научному сообществу представлены результаты первого
эксперимента по определению скорости распространения
гравитационного взаимодействия, осуществленного в
сентябре минувшего года"
(Cnews.ru).
Это почти дословный перевод фразы, сказанной 7 января на
пресс-конференции,
которые сопровождают
201-й съезд
Американского Астрономического Общества, проходящий сейчас в Сиэтле.
Это заявление может вызвать некоторую улыбку и зря. Конечно, некоторые
ограничения на возможную скорость распространения гравитации были известны
и раньше, но все они были гораздо менее точны, чем упомянутый результат.
Ну теперь о самом эксперименте, организованном и проведенном
Эдом Фомалоном (Ed Fomalont) из Национальной радиоастрономической
обсерватории США в г. Шарлоттсвилль (штат Вирджиния) и, что
особенно приятно, Сергеем Копейкиным из университета Миссури.
В ньютоновской теории тяготения гравитационное взаимодействие
распространяется мгновенно. Согласно общей теории относительности
Эйнштейна - скорости распространения гравитации и света одинаковы.
(Есть еще ряд теорий, в которых гравитация распространяется медленнее
или быстрее, чем свет.) Эти различия могли бы, например, проявиться
так: если бы Солнце мгновенно исчезло, то по Ньютоновской теории
Земля в тот же миг покинула бы свою орбиту, а согласно ОТО около
8 минут в ее движении не происходило бы никаких изменений.
Этот эксперимент - умозрительный, в действительности надо было
найти очень массивное тело, движущееся рядом с источником
излучения. Но где его найти и как поставить подобный
эксперимент в реальности?
Выход был найден. 8 сентября 2002 года Юпитер проходил
на расстоянии 3.7' от радиояркого квазара J0842+1835. Положение
квазара на небе во время прохождения Юпитера измерялось с высокой
точностью с помощью межконтинентального радиоинтерферометра
(VLBI - Very Long Base Interferomener). Измерения велись на частоте
8.4 ГГц, было проделано 5 наблюдений - 4, 7, 8, 9 и 12 сентября
2002 г. Положение квазара J0842+1835 мерилось относительно положений
двух других квазаров: J0839+1802 (0.8o к юго-западу) и
J0854+2006 (3.3o к северо-востоку). При изменении скорости
распространения гравитации (cg) от скорости света
(cg=c) до бесконечности
(cg=) видимое положение квазара
менялось бы примерно на 50 (микро угловых
секунд), что превышает точность измерений. Таким образом измерение положения
квазара с точностью 10 позволило бы оценить
cg с точностью 20%.
(Подробнее о постановке эксперимента можно прочитать в препринте
gr-qc/0206022.)
Измерения были проведены, их результаты - обработаны и они в очередной раз
подтвердили правильность Эйнштейновской теории тяготения:
Вероятно следующий шаг в измерении скорости распространения гравитации
будет уже связан с наблюдениями гравитационных волн.