RU2124743C1 - Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies - Google Patents
Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124743C1 RU2124743C1 RU98101234A RU98101234A RU2124743C1 RU 2124743 C1 RU2124743 C1 RU 2124743C1 RU 98101234 A RU98101234 A RU 98101234A RU 98101234 A RU98101234 A RU 98101234A RU 2124743 C1 RU2124743 C1 RU 2124743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gravitational
- mass
- line
- sight
- interaction
- Prior art date
Links
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к технике гравитационных измерений и может быть использовано для экспериментального определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел, что может быть необходимо для теоретических и практических исследований природы в области космологии, астрономии и механики макромира. The present invention relates to the technique of gravitational measurements and can be used to experimentally determine the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies, which may be necessary for theoretical and practical studies of nature in the field of cosmology, astronomy, and the mechanics of the macrocosm.
Известен способ определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел (Лаплас П.С. Изложение системы мира. - М.: Наука, 1982, с. 309). Сущность способа Лапласа заключается в том, что он исходит из предположения, что формула Ньютона определяет силу гравитационного взаимодействия (F = G (m1•m2) / R2 между двумя телами при условии мгновенной скорости распространения гравитационного взаимодействия. Исходя из этого Лаплас считает, что действительная гравитационная сила, действующая на тело, должна быть отличной от расчетной. В результате тяготение должно вызывать ускорения в движении тела, отличные от расчетных, или период движения тела по орбите должен изменяться из-за неоднородности отличия реальных сил гравитационного взаимодействия от расчетных. Неоднородность отличия сил вызывается различной степенью запаздывания, эта степень запаздывания изменяется при движении тела от афелия к перигелию, так как Лаплас исходит из того, что величина запаздывания зависит от расстояния между телами. Определяя изменения периода, можно определить величину несоответствия между реальными и расчетными значениями сил взаимодействия. По величине отличия сил определяется несоответствие величины силы данному расстоянию, а отсюда, и время запаздывания. По времени запаздывания при известном расстоянии определяется и скорость распространения взаимодействия. Как известно, было обнаружено вековое ускорение Луны. По этому ускорению Лаплас и пытается определить скорость распространения гравитационного взаимодействия.A known method of determining the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies (Laplas P.S. Statement of the world system. - M .: Nauka, 1982, p. 309). The essence of the Laplace method is that it proceeds from the assumption that Newton’s formula determines the force of gravitational interaction (F = G (m 1 • m 2 ) / R 2 between two bodies under the condition of the instantaneous propagation velocity of the gravitational interaction. Based on this, Laplace believes that the actual gravitational force acting on the body must be different from the calculated one, as a result of which gravity should cause accelerations in the body’s motion other than the calculated ones, or the period of the body’s motion in orbit should change due to heterogeneity of the difference in the forces is caused by a different degree of delay, this degree of delay changes when the body moves from aphelion to perihelion, since Laplace assumes that the magnitude of the delay depends on the distance between the bodies. to determine the magnitude of the discrepancy between the real and calculated values of the interaction forces. here, and the time of lag. From the delay time at a known distance, the propagation velocity of the interaction is also determined. As you know, the secular acceleration of the moon was discovered. From this acceleration, Laplace also tries to determine the propagation velocity of gravitational interaction.
В процессе наблюдений за Луной по расстоянию, пройденному Луной за определенный промежуток времени, Лаплас определяет величину ускорения движения Луны, которую сравнивает с величиной ускорения Луны, рассчитанной по формуле Ньютона, а затем по величине разности определяет скорость распространения гравитационного взаимодействия тел. In the process of observing the Moon from the distance traveled by the Moon for a certain period of time, Laplace determines the magnitude of the acceleration of the moon, which is compared with the magnitude of the moon’s acceleration, calculated by Newton’s formula, and then determines the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies from the magnitude of the difference.
Известный способ основан на теоретическом предположении, что формула Ньютона определяет величину гравитационного взаимодействия при его мгновенной скорости. Поэтому автор искал отличия в величине взаимодействия между Землей и Луной от тех, что дают формулы Ньютона. Но можно предположить, что величина запаздывания учитывается гравитационной постоянной, тогда формула Ньютона определяет величину взаимодействия тел с учетом конечной скорости распространения взаимодействия. Кроме того, если такое отличие в величине взаимодействия от формулы Ньютона и существует, то взаимодействие других небесных тел искажает эту величину. The known method is based on the theoretical assumption that Newton’s formula determines the magnitude of the gravitational interaction at its instantaneous speed. Therefore, the author looked for differences in the magnitude of the interaction between the Earth and the Moon from those that give Newton's formulas. But we can assume that the magnitude of the delay is taken into account by the gravitational constant, then Newton’s formula determines the magnitude of the interaction of bodies, taking into account the finite propagation velocity of the interaction. In addition, if such a difference in the magnitude of the interaction from Newton’s formula exists, then the interaction of other celestial bodies distorts this quantity.
В основу изобретения положена задача создания способа определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел, позволяющего непосредственно регистрировать приборами гравитационное взаимодействие тел в лабораторных условиях. The basis of the invention is the creation of a method for determining the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies, which allows you to directly record the gravitational interaction of bodies in laboratory conditions.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения скорости распространения гравитационного взаимодействия тел, заключающемся в том, что в процессе наблюдения за массой, движущейся по круговой траектории и создающей гравитационное взаимодействие, определяют параметр, характеризующий гравитационное взаимодействие, по величине которого судят о скорости распространения гравитационного взаимодействия, согласно изобретению в качестве параметра используют градиент напряженности гравитационного поля, созданного движущейся массой, в процессе движения массы измеряют с помощью гравитационного прибора, расположенного в центре круговой траектории на линии визирования, которая пересекает траекторию движения массы, изменение градиента напряженности с одновременным отсчетом измерительным прибором времени, выделяют интервал времени между двумя моментами, при которых градиент напряженности принимает одно и то же значение, а с помощью оптического прибора, расположенного на линии визирования, регистрируют информацию о прохождении движущейся массы через линию визирования по затмению источника светового излучения, размещенного на линии визирования за движущейся массой, затем с учетом скорости распространения света в среде перемещения массы и расположения гравитационного и оптического приборов и источника светового излучения и расстояния между оптическим прибором и точкой траектории движения массы, лежащей на линии визирования, определяют действительный момент прохождения массы через линию визирования, определяют длительность промежутка времени между действительным моментом прохождения массы через линию визирования и моментом, соответствующим середине выделенного при измерении изменения градиента напряженности интервала времени, после чего по установленной длительности и расстоянию между точкой траектории движения массы, лежащей на линии визирования, и точкой установки гравитационного прибора вычисляют скорость распространения гравитационного взаимодействия тел. The problem is solved in that in the method for determining the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies, which consists in the fact that in the process of observing a mass moving in a circular path and creating a gravitational interaction, a parameter characterizing the gravitational interaction is determined, the magnitude of which is used to judge the propagation velocity of the gravitational interactions according to the invention as a parameter, use the gradient of the gravitational field created by the moving ma So, during the movement of the mass, it is measured using a gravity device located in the center of a circular trajectory on the line of sight, which intersects the mass trajectory, a change in the tension gradient with a simultaneous countdown of the time by the measuring device, and a time interval between two moments at which the tension gradient takes one the same value, and using an optical device located on the line of sight, information is recorded about the passage of a moving mass through the line of sight to eclipse the light source located on the line of sight behind the moving mass, then taking into account the speed of light propagation in the mass moving medium and the location of the gravitational and optical devices and the light source and the distance between the optical device and the point of the mass path lying on the line of sight , determine the actual moment of passage of the mass through the line of sight, determine the duration of the time interval between the actual moment of passage of the mass s line of sight and via the point corresponding to the middle allocated when measuring intensity change gradient time interval, after which the prescribed length and the distance between the point of the trajectory of mass movement lying on a line of sight, and the point setting device gravity calculating propagation velocity of the gravitational interaction of bodies.
Предлагаемый способ определения скорости распространения гравитационного взаимодействия основан на определении времени, которое будет затрачено гравитационным взаимодействием на преодоление известного расстояния. Это расстояние между двумя точками на линии визирования, в одной из которых находятся гравиметрические и фотометрические приборы, а через другую проходит путь движущейся массы. The proposed method for determining the propagation velocity of gravitational interaction is based on determining the time that will be spent by the gravitational interaction to overcome a known distance. This is the distance between two points on the line of sight, in one of which gravimetric and photometric instruments are located, and the path of a moving mass passes through the other.
Момент времени прихода массы в точку пересечения пути движения с линией визирования определяется фотометрическими приборами. При известном расстоянии и известной скорости распространения света его можно определить, зная время прихода информации об этом событии до фотометрических приборов. The moment of time when the mass arrives at the point of intersection of the path with the line of sight is determined by photometric devices. At a known distance and a known speed of light propagation, it can be determined by knowing the time of arrival of information about this event to photometric devices.
Гравитационные приборы зафиксируют приход гравитационной информации о нахождении движущейся массы на линии визирования, а с помощью часов можно зафиксировать интервал времени, в течение которого произойдет это событие. Gravity instruments will record the arrival of gravitational information about the location of a moving mass on the line of sight, and with the help of a clock you can record the time interval during which this event will occur.
Физический смысл предлагаемого способа сводится к тому, что при движении по радиусу масса при нахождении в точке на линии визирования будет создавать одну величину градиента напряженности гравитационного поля, которую можно рассчитать математически или определить пробным установлением массы в эту точку ее пути движения. При отклонении от этой точки градиент поля будет уменьшаться, так как установленный по линии визирования гравитационный прибор будет измерять проекцию вектора напряженности поля на линию визирования. Это обусловлено тем, что известные приборы, определяющие напряженность поля или его градиент, в силу их конструктивной особенности измеряют эти величины вдоль определенной оси, ориентированной в данном случае, по линии визирования. The physical meaning of the proposed method boils down to the fact that, when moving along a radius, the mass when it is at a point on the line of sight will create one magnitude of the gradient of the gravitational field strength, which can be calculated mathematically or determined by a trial determination of the mass at this point of its path of movement. If you deviate from this point, the field gradient will decrease, since a gravitational device installed along the line of sight will measure the projection of the field strength vector onto the line of sight. This is due to the fact that the known devices that determine the field strength or its gradient, due to their design features, measure these values along a certain axis, oriented in this case, along the line of sight.
В предлагаемом способе определяется время, за которое после прихода массы в точку пересечения пути ее движения с линией визирования градиент напряженности гравитационного поля в точке, лежащей на линии визирования и находящейся на некотором расстоянии от траектории движения массы, или в точке нахождения приборов примет значение, соответствующее нахождению массы в точке пересечения пути ее движения с линией визирования. С точки зрения классической механики это время должно соответствовать времени, затраченному гравитационным взаимодействием на прохождение расстояния между двумя точками на линии визирования. При известном расстоянии между этими точками и затраченном времени и определяется скорость распространения гравитационного взаимодействия. In the proposed method, the time is determined for which, after the mass arrives at the intersection of the path of its movement with the line of sight, the gradient of the gravitational field at a point lying on the line of sight and at some distance from the mass path, or at the point where the instruments are located, will take a value corresponding to finding the mass at the point of intersection of its path with the line of sight. From the point of view of classical mechanics, this time should correspond to the time spent by the gravitational interaction on the passage of the distance between two points on the line of sight. With a known distance between these points and the time taken, the propagation velocity of the gravitational interaction is determined.
На фиг. 1 изображена схема, поясняющая осуществление предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема конкретного выполнения способа; на фиг. 3 - временные диаграммы; на фиг. 4 - конфигурация устройства движущейся массы; на фиг. 5 - схема, показывающая точки на пути следования массы, при нахождении в которых этой массы гравитационные приборы будут регистрировать различные величины определяемого ими параметра; на фиг. 6 - график изменения градиента напряженности гравитационного поля при движении массы. In FIG. 1 is a diagram illustrating the implementation of the proposed method; in FIG. 2 is a diagram of a specific implementation of the method; in FIG. 3 - time charts; in FIG. 4 - configuration of a moving mass device; in FIG. 5 is a diagram showing points along the path of a mass, when this mass is located, gravitational devices will register various values of the parameter determined by them; in FIG. 6 is a graph of a change in the gradient of the gravitational field strength during mass movement.
Механизм определения скорости распространения гравитационного взаимодействия сводится к следующему. Всем известна скорость движения кванта света. Кванты гравитационного поля не обнаружены, есть предположение, что определить скорость распространения гравитационного взаимодействия можно и не регистрируя волны гравитации. Основывается это на следующем. Свет движется с конечной скоростью и доходит от Луны до Земли (фиг.1) через время t, равное R/c, где R - расстояние между Землей и Луной, а с - скорость света в вакууме. Центр лунного диска на Земле мы наблюдаем там, где его уже нет, так как за время t Луна смещается на некоторое расстояние по орбите, двигаясь вокруг Земли. Учитывая это, можно точно знать, где действительно должен находиться центр лунного диска. The mechanism for determining the propagation velocity of gravitational interaction is as follows. Everyone knows the speed of a quantum of light. No quanta of the gravitational field were found; there is an assumption that it is possible to determine the propagation velocity of the gravitational interaction without registering the waves of gravity. This is based on the following. Light moves with a finite speed and reaches from the Moon to the Earth (Fig. 1) after a time t equal to R / c, where R is the distance between the Earth and the Moon, and c is the speed of light in vacuum. We observe the center of the lunar disk on Earth where it is no longer there, since over time t the moon moves a certain distance in orbit, moving around the earth. Given this, you can know exactly where the center of the lunar disk really should be.
На прилагаемой фиг. 1 изображено два диска луны. Диск с центром Л1 - видимое с Земли положение лунного диска, с центром Л2 - действительное положение Луны. Если провести два радиуса между центром Земли и центрами обоих лунных дисков, то угол α соответствует некоторому коэффициенту запаздывания электромагнитного взаимодействия, вызванного конечной скоростью распространения электромагнитной волны.In the attached FIG. 1 shows two disks of the moon. A disk with a center L 1 - the position of the lunar disk visible from the Earth, with a center L 2 - the actual position of the moon. If two radii are drawn between the center of the Earth and the centers of both lunar disks, then the angle α corresponds to a certain delay coefficient of the electromagnetic interaction caused by the finite propagation velocity of the electromagnetic wave.
Гравитационное взаимодействие между Землей и Луной вызывает движение приливной волны на поверхности Земли. Максимум приливной волны на Земле - точка М соответствует максимальному гравитационному взаимодействию между поверхностями обеих планет, на поверхности Луны есть свой максимум приливной волны. При мгновенной скорости распространения взаимодействия точка М лежала бы на радиусе, проведенном между центрами Земли и Луны З2 - Л2. При конечной скорости распространения гравитационного взаимодействия точка М будет лежать на радиусе, проведенном между центром Земли и точкой, в которой некоторое время назад находился центр Луны. Теперь мы также имеем два радиуса, угол β между которыми соответствует определенному коэффициенту запаздывания гравитационного взаимодействия. Этот угол β можно характеризовать как угол гравитационной аберрации. Скорость распространения гравитационного взаимодействия можно определить по соотношению углов, Если углы α и β равны, то это бы соответствовало равенству и коэффициентов запаздывания распространения электромагнитного и гравитационного взаимодействия, что в свою очередь соответствовало бы равенству и скоростей распространения этих взаимодействий.Gravitational interaction between the Earth and the Moon causes the tidal wave to move on the surface of the Earth. The maximum tidal wave on Earth - point M corresponds to the maximum gravitational interaction between the surfaces of both planets, on the lunar surface there is a maximum tidal wave. At an instantaneous propagation velocity of the interaction, point M would lie on a radius drawn between the centers of the Earth and the Moon З 2 - Л 2 . At a finite propagation velocity of gravitational interaction, point M will lie on a radius drawn between the center of the Earth and the point at which the center of the moon was located some time ago. Now we also have two radii, the angle β between which corresponds to a certain delay coefficient of the gravitational interaction. This angle β can be characterized as the angle of gravitational aberration. The propagation velocity of the gravitational interaction can be determined by the ratio of angles.If the angles α and β are equal, then this would correspond to the equality of the propagation delay coefficients of the electromagnetic and gravitational interactions, which in turn would correspond to the equality and propagation velocities of these interactions.
Практическое определение скорости распространения гравитационного взаимодействия лабораторным способом можно провести таким образом. Современными гравитационными приборами, которые способны регистрировать величину напряженности поля или градиент поля, можно фиксировать перемещение массы в 10-100 тонн на некотором расстоянии от линии перемещения этой массы. A practical determination of the propagation velocity of gravitational interaction by a laboratory method can be carried out in this way. With modern gravitational instruments, which are capable of recording the magnitude of the field strength or field gradient, it is possible to record a mass movement of 10-100 tons at a certain distance from the line of movement of this mass.
Наиболее удобным перемещающимся источником, создающим гравитационное поле, может быть вагон, движущийся на магнитной подушке, или постоянный магнит, взвешенный над сверхпроводником. Схема выполнения способа по определению скорости распространения гравитационного взаимодействия изображена на фиг. 2. Возможны и другие варианты осуществления данного способа. В точке приема световой и гравитационной информации должны быть установлены: фотоэлемент, принимающий излучение света от источника, расположенного на линии визирования, гравитационный градиентометр, а также часы, способные регистрировать интервалы времени, в период которых фотоэлемент и гравитационный прибор фиксируют нахождение массы на линии визирования, с точностью до 10-9 - 10-12 с.The most convenient moving source, creating a gravitational field, can be a car moving on a magnetic pad, or a permanent magnet suspended over a superconductor. A diagram of the method for determining the propagation velocity of gravitational interaction is shown in FIG. 2. There are other possible ways of implementing this method. At the point of reception of light and gravitational information, the following must be installed: a photocell receiving light radiation from a source located on the line of sight, a gravitational gradiometer, and also a clock capable of recording time intervals during which the photocell and gravitational device record the mass on the line of sight, with an accuracy of 10 -9 - 10 -12 s.
В момент регистрации приборами световой и гравитационной информации движение массы должно проходить на неизменном расстоянии от приборов, т.е. по круговой траектории, чтобы между моментом времени, соответствующим нахождению массы в данной точке пути, и моментом прихода до приборов информации от движущейся массы был постоянный интервал времени независимо от того, в какой точке пути движущаяся масса находится. At the time of registration by the instruments of light and gravitational information, the mass movement should take place at an unchanged distance from the instruments, i.e. along a circular path, so that between the moment of time corresponding to finding the mass at a given point of the path, and the moment of arrival of information from the moving mass to the instruments, there will be a constant time interval, regardless of where the moving mass is at.
Создание движущейся массы является непростой задачей. Аэродинамические характеристики объекта должны учитываться после учета других технических данных, необходимых для проведения эксперимента. Теоретически для проведения эксперимента необходима движущаяся масса, у которой центр масс совпадает с геометрическим центром тела. На практике необходимо, чтобы середина линии по длине тела движущейся массы, закрывающая источник света, и центр масс находились на плоскости, перпендикулярной плоскости, на которой размещены пути движения массы, и вектору движения этой массы. В действительности центр масс движущегося вагона будет смещен от плоскости, проходящей через середину линии, затмевающей источник света, и перпендикулярной вектору движения. Это значит, что реально при движении массы линию визирования раньше будет пересекать или центр масс данного тела, или середина линии, затмевающей источник света. Будет существовать расстояние между проекцией центра масс на линию, затмевающую источник света, и серединой этой линии. Поэтому будет существовать время Тсд, характеризующее разницу во времени прохождения через линию визирования центра масс данного тела и середины линии, по длине которой происходит затмение этим телом источника света.Creating a moving mass is not an easy task. The aerodynamic characteristics of the object should be taken into account after taking into account other technical data necessary for the experiment. Theoretically, an experiment requires a moving mass, in which the center of mass coincides with the geometric center of the body. In practice, it is necessary that the center of the line along the length of the body of the moving mass, covering the light source, and the center of mass are on a plane perpendicular to the plane on which the mass paths are located, and the motion vector of this mass. In fact, the center of mass of the moving car will be offset from the plane passing through the middle of the line that eclipses the light source and is perpendicular to the motion vector. This means that in reality, when the mass moves, the line of sight earlier will cross either the center of mass of the given body, or the middle of the line that eclipses the light source. There will be a distance between the projection of the center of mass on the line that eclipses the light source and the middle of this line. Therefore, there will be a time T sd characterizing the difference in the time passing through the line of sight of the center of mass of a given body and the middle of the line along the length of which an eclipse of the light source by this body occurs.
При проведении эксперимента необходимо обратить внимание на то, что приборы будут иметь время реакции. Время реакции - это время, затрачиваемое приборами на регистрацию изменения определяемых ими параметров и на изменение выдаваемой ими информации на пульте отображения информации. Например, время реакции гравитационного вариометра будет состоять из промежутка времени, за который минимально возможная сила, способная повернуть крутильную систему на минимальный угол, совершит эту работу, и промежутка времени, которое будет затрачено на передачу информации о том, что крутильная система изменила свое положение. При этом необходимо обратить внимание на то, что при изменении расстояния между движущейся массой и вариометром время реакции вариометра не изменится, а изменится расстояние, проходимое источником гравитационного взаимодействия, ведущее к появлению минимально возможной силы, способной повернуть крутильную систему на минимальный угол. Но две равные силы при действии на одну и ту же массу совершают равную работу за равные промежутки времени. Это говорит о том, что время реакции приборов не будет зависеть от расстояния между прибором и источником информации, а зависит от технических свойств самого прибора, и величина времени реакции прибора постоянна. When conducting an experiment, it is necessary to pay attention to the fact that the devices will have a reaction time. The reaction time is the time spent by the devices on recording changes in the parameters they determine and on changing the information they provide on the information display panel. For example, the reaction time of a gravitational variometer will consist of the period of time during which the minimum possible force, capable of turning the torsion system by the minimum angle, does this work, and the period of time that will be spent transmitting information that the torsion system has changed its position. It is necessary to pay attention to the fact that when the distance between the moving mass and the variometer changes, the response time of the variometer will not change, but the distance traveled by the source of gravitational interaction will change, leading to the appearance of the minimum possible force that can rotate the torsion system by the minimum angle. But two equal forces, acting on the same mass, perform equal work for equal periods of time. This suggests that the response time of the devices will not depend on the distance between the device and the source of information, but depends on the technical properties of the device itself, and the response time of the device is constant.
Для того, чтобы определить все неизвестные параметры: время сдвига и скорость распространения гравитационного взаимодействия, необходимо движущуюся массу 1 (фиг.2) не менее четырех раз прогнать по полигону. Первый раз - по круговой траектории L1 с постоянной скоростью V'1; второй раз - по той же траектории L1 с постоянной скоростью V''1; третий раз - по круговой траектории L2 с постоянной скоростью V'2; четвертый раз - по той же траектории L2 с постоянной скоростью V''2.In order to determine all unknown parameters: the shear time and the propagation velocity of the gravitational interaction, it is necessary to drive the moving mass 1 (Fig. 2) at least four times along the polygon. The first time - along a circular path L 1 with a constant speed V '1; the second time - along the same path L 1 with a constant speed V ''1; the third time - along a circular path L 2 with a constant speed V '2; the fourth time - along the same trajectory L 2 with a constant speed V '' 2 .
В процессе движения массы 1 фиксируются и определяются следующие интервалы времени:
Гравитационный прибор 2 и фотоэлемент 4 находится на линии 3 визирования. Gravity device 2 and
где
Where
После чего определяются величины T'1сд, T''1сд, T'2сд, T''2сд.After that, the values T ' 1sd , T'' 1sd , T' 2sd , T '' 2sd are determined .
Определенив величины T'1сд, T''1сд, T'2сд, T''2сд, определяем величины
В итоге определяем
Регистрацию интервалов времени при прохождении массы через линию визирования осуществляют следующим образом. Предварительно определяют величину градиента напряженности гравитационного поля при нахождении массы на линии визирования. Это можно осуществить двумя способами: либо математическим, либо замерить с помощью гравитационного прибора при пробной установке массы на линии визирования.
Having determined the values of T ' 1sd , T'' 1sd , T' 2sd , T '' 2sd , we determine the values
As a result, we determine
The registration of time intervals during the passage of mass through the line of sight is as follows. Preliminarily determine the magnitude of the gradient of the gravitational field when the mass is on the line of sight. This can be done in two ways: either mathematically, or measured using a gravitational device with a trial installation of mass on the line of sight.
В случае использования устройства для измерения разности гравиинерциальных сил величина градиента будет определяться регистрацией разности фазового сдвига, запись которого можно вести одновременно с регистрацией времени. Зависимость фазового сдвига представляет собой симметричную кривую (фиг. 6) с нанесенными на нее метками времени. Выделяют интервалы времени между двумя симметричными точками этой кривой с одинаковой амплитудой. В зависимости от скорости массы ширина интервала времени между точками кривой с данной амплитудой будет меняться, кривая сжиматься или расширяться. Эти интервалы времени и используются в расчетах. При одном цикле снятия информации значение выбранной амплитуды для симметричных точек кривой должно быть постоянным. Одновременно фиксируется интервал времени, в течение которого происходит затмение источника света, и время сдвига этих интервалов друг относительно друга. После каждого прохода массы через линию визирования будут зафиксированы: интервал времени, когда гравитационный прибор 2 фиксирует прохождение массы 1 через линию 3 визирования, интервал времени, когда фотоэлемент 4 фиксирует прохождение массы 1 через линию 3 визирования, и смещение по времени этих интервалов друг относительно друга. In the case of using a device for measuring the difference of gravitational inertial forces, the magnitude of the gradient will be determined by recording the difference in phase shift, the recording of which can be carried out simultaneously with the registration of time. The phase shift dependence is a symmetric curve (Fig. 6) with time stamped on it. The time intervals between two symmetric points of this curve with the same amplitude are distinguished. Depending on the speed of the mass, the width of the time interval between the points of the curve with a given amplitude will change, the curve will contract or expand. These time intervals are used in the calculations. With one cycle of information taking, the value of the selected amplitude for the symmetric points of the curve should be constant. At the same time, the time interval during which the eclipse of the light source occurs, and the time of the shift of these intervals relative to each other, is fixed. After each passage of the mass through the line of sight, the following will be recorded: the time interval when the gravitational device 2 detects the passage of
Каждый раз после регистрации фотометрическими приборами затмения источника 5 света движущейся массой 1 середина интервала времени этого явления будет соответствовать тому, что середина линии, затмевающей источник 5, на теле массы 1 находилась на линии 3 визирования, а точка времени на шкале абсолютного времени нахождения этой середины тела массы на линии визирования будет отстоять от середины интервала затмения источника, зафиксированного приборами на время t1 + tр или t2 + tp. Но интервал tр может быть нам неизвестным до необходимой нам точности. Так как из решений уравнений видно, что величины интервалов tр и Тр никак не повлияют на конечный результат, то при решении уравнений tр можно принять равным нулю. Это можно будет характеризовать как изменение величины интервала Тр на величину tр, так как на величину tр будут уменьшены интервалы
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Изобретение является практически осуществимым, так как существует целый ряд приборов, технические параметры которых удовлетворяют требованиям, чтобы быть использованными в этом эксперименте. Для примера можно привести такие гравитационные приборы как гравитационный вариометр или, например, как "Устройство для измерения разности гравиинерциальных сил". Устройство состоит из пары или нескольких пар пробных масс с волоконно-оптическими датчиками давления. Пробные массы попарно ориентированы в направлениях измерения и расположены друг относительно друга на заданном расстоянии. В приборе присутствуют источник поляризованного света, оптически связанный через оптический ответвитель с входами световодов волоконно-оптических датчиков давления, выходы которых оптически связаны с входами регистратора разности фазового сдвига. Давление, оказываемое пробными массами (ртутью) на световоды волоконно-оптических датчиков, пропорционально силам гравитации или инерции. В зависимости от величины этого давления происходит сдвиг фазы световой волны, которая поступает на соответствующий вход регистратора разности фазового сдвига. Прибор способен измерить градиент поля гравитации, равный 0,02 этвеш, при расстоянии между пробными массами порядка 1 м (авт.св. СССР 1103175, БИ 26, 15.07.84). The invention is practicable, since there are a number of devices whose technical parameters satisfy the requirements to be used in this experiment. For example, you can cite such gravitational devices as a gravitational variometer or, for example, as a "Device for measuring the difference of gravitational forces". The device consists of a pair or several pairs of test masses with fiber optic pressure sensors. Test masses are pairwise oriented in the directions of measurement and are located relative to each other at a given distance. The device contains a polarized light source that is optically coupled through an optical coupler to the inputs of the fiber optic pressure sensors, the outputs of which are optically coupled to the inputs of the phase shift difference recorder. The pressure exerted by the test masses (mercury) on the optical fibers of the fiber optic sensors is proportional to the forces of gravity or inertia. Depending on the magnitude of this pressure, a phase shift of the light wave occurs, which arrives at the corresponding input of the phase difference difference recorder. The device is capable of measuring the gradient of the gravitational field, equal to 0.02 etves, with a distance between the test masses of the order of 1 m (ed. St. USSR 1103175, BI 26, 07.15.84).
Кроме всего прочего в этом эксперименте можно использовать для регистрации гравитационного поля движущегося тела гравиметрическую антенну в режиме работы градиентометра. Как известно, гравитационная волна должна вызывать в направлении, перпендикулярном ее распространению, относительные смещения свободных "пробных" масс и переменные механические напряжения в протяженных телах. Этот эффект и используется при разработке гравитационных антенн. Амплитуда относительного удлинения протяженного тела "гравитационной антенны" по расчетам лежит в пределах 10-19 - 10-21. Данные взяты из физического словаря за 1993 год.In addition, in this experiment, a gravimetric antenna in the gradiometer operating mode can be used to register the gravitational field of a moving body. As you know, a gravitational wave should cause, in a direction perpendicular to its propagation, relative displacements of free “test” masses and variable mechanical stresses in extended bodies. This effect is used in the development of gravitational antennas. The amplitude of the relative elongation of the extended body of the "gravitational antenna" according to calculations lies in the range 10 -19 - 10 -21 . Data taken from the physical dictionary for 1993.
Анализируя все это, можно прийти к выводу, что гравитационной антенной можно регистрировать продольные, направленные по вектору гравитационного взаимодействия, относительные смещения, вызванные приливной силой гравитационного взаимодействия, или тем, что на протяженные тела действует взаимодействие разной величины напряженности. Чувствительность современных гравитационных антенн, по всей видимости, на порядок, а то и два порядка выше, чем у градиентометров. By analyzing all this, we can conclude that a gravitational antenna can record longitudinal displacements along the gravitational interaction vector, relative displacements caused by the tidal force of the gravitational interaction, or the fact that the interaction of different magnitudes of tension acts on extended bodies. The sensitivity of modern gravitational antennas, apparently, is an order of magnitude, or even two orders of magnitude, higher than that of gradiometers.
Применяемые приборы должны удовлетворять требованию, основанному на том, что время их реакции должно удовлетворять условиям проведения эксперимента. На фиг. 5 отмечены две точки А2 и А3. При нахождении массы 1 в этих точках прибор будет регистрировать разные величины градиента, при этом при нахождении массы 1 в интервале от точки А2 до точки А3 напряженность поля будет такой, что прибор будет отображать одну величину градиента, а уже при нахождении массы в точке А3 изменение градиента примет такую величину, что эта величина будет достаточной, чтобы прибор изменил свои показания на новые. Время реакции прибора должно быть таким, чтобы за время движения источника гравитационного взаимодействия из точки А2 в точку А3 прибор после принятия гравитационной информации, дошедшей до него из точки А2, успел отобразить эту информацию на регистрирующем устройстве до подхода движущейся массы 1 в точку А3. В момент прихода до прибора гравитационного взаимодействия из точки А3 он должен начать проводить работу по отображению на регистрирующем устройстве новой информации. Нужно определить интервал времени между приходом гравитационного взаимодействия до прибора из точки А2, а затем из точки А3. Этот интервал будет равен времени, за которое движущаяся масса 1 преодолеет расстояние от точки А2 до точки А3. Даже, если принять это расстояние, равным одному метру, а в действительности оно будет несколько больше, то при скорости массы в 100 м/с, это расстояние она преодолеет за 10-2 с. Если мы будем располагать прибором, имеющим время реакции в 10-3 с, то этого уже достаточно для работы в этом эксперименте.The devices used must satisfy the requirement based on the fact that their reaction time must satisfy the conditions of the experiment. In FIG. 5, two points A 2 and A 3 are marked. When
Предлагаемое изобретение позволяет:
1) непосредственно определить время, затраченное гравитационным взаимодействием, на прохождение расстояния от одной точки до другой;
2) использовать приборы, гравитационные и оптические, точность измерения которых позволяет проводить исследования в лабораторных условиях;
3) многократно повторять исследования независимо от условий окружающей среды, нет необходимости наблюдать за астрономическими объектами, ожидая, когда они займут удобное для исследований положение;
4) определить абсолютную величину напряженности (или ее градиента) поля, создающего данное взаимодействие пробным телом (массой); регистрировать гравитационное взаимодействие непосредственно приборами, а не рассчитывать ее величину по формуле;
5) определять скорость распространения гравитационного взаимодействия не только в вакууме, но и в различных средах, например в воздухе; кроме того, по линии визирования между траекторией движения массы и точкой приема гравитационной информации, можно будет устанавливать различные среды, заполнять объем каким-либо твердым или жидким веществом в емкостях.The present invention allows:
1) directly determine the time spent by the gravitational interaction to travel the distance from one point to another;
2) to use devices, gravitational and optical, the accuracy of the measurement of which allows research in laboratory conditions;
3) repeat the research many times, regardless of environmental conditions, there is no need to observe astronomical objects, waiting for them to occupy a position convenient for research;
4) determine the absolute value of the intensity (or its gradient) of the field that creates this interaction with a test body (mass); register gravitational interaction directly with devices, and not calculate its value by the formula;
5) determine the propagation velocity of gravitational interaction not only in vacuum, but also in various environments, for example in air; in addition, along the line of sight between the trajectory of the mass and the point of reception of gravitational information, it will be possible to establish various media, fill the volume with any solid or liquid substance in the tanks.
Claims (2)
Vr = (L1 - L2)/ΔT11 - ΔT21),
где L1 и L2 - радиусы траекторий,
ΔT11 = T1 + Tp,
ΔT21 = T2 + Tp,
T1 и T2 - интервалы времени, за которые гравитационное взаимодействие преодолеет расстояние от точки траектории, лежащей на линии визирования, до гравитационного прибора,
Tр - время реакции гравитационного прибора.2. The method for determining the propagation velocity of the gravitational interaction of bodies according to claim 1, characterized in that the mass moves along two circular paths of different radius twice on each path with different speeds, and the propagation velocity of the gravitational interaction V r is determined by the formula
V r = (L 1 - L 2 ) / ΔT 11 - ΔT 21 ),
where L 1 and L 2 are the radii of the trajectories,
ΔT 11 = T 1 + T p ,
ΔT 21 = T 2 + T p ,
T 1 and T 2 - time intervals for which the gravitational interaction will overcome the distance from the point of the trajectory lying on the line of sight to the gravitational device,
T p - reaction time of the gravitational device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101234A RU2124743C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101234A RU2124743C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2124743C1 true RU2124743C1 (en) | 1999-01-10 |
| RU98101234A RU98101234A (en) | 1999-04-20 |
Family
ID=20201503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101234A RU2124743C1 (en) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2124743C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075607A3 (en) * | 1999-06-03 | 2001-03-22 | Valery Nikolaevich Smirnov | Method and device for measuring changes in the condition of a rotating gyroscope (space-time geometrical measuring unit) |
| RU2166781C1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-05-10 | Научный центр гравитационно-волновых исследований "Дулкын" АН Республики Татарстан | Method determining angular coordinates of gravitation- wave source |
| RU2346150C1 (en) * | 2008-02-18 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Oil deposit development method |
| RU2347067C1 (en) * | 2007-05-16 | 2009-02-20 | Юрий Николаевич Жуков | Method of gain in oil field recovery and oil production |
| RU2367983C2 (en) * | 2007-06-13 | 2009-09-20 | Научный центр гравитационно-волновых исследований "Дулкын" Академии наук Республики Татарстан | Method for detection of gravitation waves distribution speed |
| RU2373383C1 (en) * | 2008-07-11 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for increased oil recovery in beds with carbonate rocks |
| RU2378501C1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method to develop oil-in-water accumulation |
| RU2387817C1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-04-27 | Камиль Мамедович Мирзоев | Method to increase oil field recovery and oil production |
| RU2421606C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for development of oil-water deposit |
| RU2431737C1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for development of oil-water deposit |
| RU2457321C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Oil deposit development method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841772A (en) * | 1987-12-03 | 1989-06-27 | University Of Maryland, College Park | Three-axis superconducting gravity gradiometer |
| SU1384040A1 (en) * | 1986-01-22 | 1990-08-23 | Предприятие П/Я В-2539 | Variometer |
| GB2250810A (en) * | 1990-10-24 | 1992-06-17 | Kevin Maurice Buckley | Gravitational interferometry observatory |
-
1998
- 1998-02-02 RU RU98101234A patent/RU2124743C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1384040A1 (en) * | 1986-01-22 | 1990-08-23 | Предприятие П/Я В-2539 | Variometer |
| US4841772A (en) * | 1987-12-03 | 1989-06-27 | University Of Maryland, College Park | Three-axis superconducting gravity gradiometer |
| GB2250810A (en) * | 1990-10-24 | 1992-06-17 | Kevin Maurice Buckley | Gravitational interferometry observatory |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лаплас П.С. Изложение системы мира. - М.: Наука, 1982, с. 309. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075607A3 (en) * | 1999-06-03 | 2001-03-22 | Valery Nikolaevich Smirnov | Method and device for measuring changes in the condition of a rotating gyroscope (space-time geometrical measuring unit) |
| RU2172501C2 (en) * | 1999-06-03 | 2001-08-20 | Смирнов Валерий Николаевич | Method and device measuring change of state of pivoting around gyroscope wheel ( spatially time geometry meter ) |
| RU2166781C1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-05-10 | Научный центр гравитационно-волновых исследований "Дулкын" АН Республики Татарстан | Method determining angular coordinates of gravitation- wave source |
| RU2347067C1 (en) * | 2007-05-16 | 2009-02-20 | Юрий Николаевич Жуков | Method of gain in oil field recovery and oil production |
| RU2367983C2 (en) * | 2007-06-13 | 2009-09-20 | Научный центр гравитационно-волновых исследований "Дулкын" Академии наук Республики Татарстан | Method for detection of gravitation waves distribution speed |
| RU2346150C1 (en) * | 2008-02-18 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Oil deposit development method |
| RU2373383C1 (en) * | 2008-07-11 | 2009-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method for increased oil recovery in beds with carbonate rocks |
| RU2378501C1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method to develop oil-in-water accumulation |
| RU2387817C1 (en) * | 2009-04-10 | 2010-04-27 | Камиль Мамедович Мирзоев | Method to increase oil field recovery and oil production |
| RU2421606C1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for development of oil-water deposit |
| RU2431737C1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for development of oil-water deposit |
| RU2457321C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-07-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Oil deposit development method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Narducci et al. | Advances toward fieldable atom interferometers | |
| RU2124743C1 (en) | Technique determining propagation speed of gravitational interaction of bodies | |
| JP5275661B2 (en) | Self-calibrating accelerometer | |
| Bouyer | The centenary of Sagnac effect and its applications: From electromagnetic to matter waves | |
| Atkins | Physics | |
| Lazio et al. | The microarcsecond sky and cosmic turbulence | |
| CN107576992A (en) | A kind of gravity gradiometer self-calibrating method and centrifiigation gradient compensation method | |
| Lee | A glossary for rotational seismology | |
| US4666296A (en) | Velocity interferometer with continuously variable sensitivity | |
| Cowsik et al. | Performance characteristics of a rotational seismometer for near-field and engineering applications | |
| US20230197308A1 (en) | Continuous 3D-Cooled Atom Beam Interferometer | |
| RU2343418C1 (en) | Mobile angular position detector relative to gravity vector and method of application thereof | |
| US3250133A (en) | Differential accelerometer | |
| FORWARD | Rotating gravitational and inertial sensors | |
| RU2227302C2 (en) | Method of independent measurement of velocity vector | |
| EP0286598A2 (en) | Opto-electronic system for determining direction and speed of a vehicle by emission of laser beams, and the simultaneous measurement of the rotation | |
| US3498137A (en) | Motion measuring instrument | |
| Forward | Gravity sensors and the principle of equivalence | |
| Manning | Origin of the Iron Bands in Supernovae Spectra | |
| Kuzmenko et al. | Laboratory workshop for the general physics course: tutorial for cadets/students | |
| Svishch | Speed Measurement in an Accomoving Reference System | |
| Stewart et al. | 37. Wave and Mode Separation with Strain Seismographs. | |
| Forward | Research on gravitational mass sensors | |
| Schneider | Vector principles of inertial navigation | |
| Diachenko et al. | Novel Fiber Optic Accelerometer |