Астрономические системы отсчета и методы их построения


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

* 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Астрономические системы отсчета и методы их построения Д-р физ.-мат. наук Сергей М. КопейкинКафедра физики и астрономииУниверситет Миссури-КолумбияСША * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Основные Элементы: Общая Теория Относительности (или альтернативная теория гравитации)Калибровочная свободаМультипольные гравитационные поляПост-Ньютоновские приближенияАсимптотические сшивки полейТеория систем отсчета: резолюции МАС 2000Теория прецессии и нутации МАС 2000Компьютерные коды: NASA GEODYNE, Orbit Determination Program, CALC VLBI, etc. * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Существующие стандарты Общая Теория Относительности – резолюции МАС 2000 Устраняет нефизические степени свободы из наблюдаемых величинАдекватная интерпретация гравитационных экспериментовПараметризованный пост-Ньютоновский (ППН) формализм – морально устарел, требует модернизации. Причина:НединамиченСистемы отсчета не разработаныНековариантенКалибровочные степени свободы перепутаны с физическими эффектамиНе вполне адекватен в интерпретации гравитационной физики и тестов ОТО * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Параметризованная теория систем отсчета: КовариантнаКалибровочно-инвариантнаОперирут непосредственно с наблюдаемыми величинамиИсключает калибровочно-зависимые решения и эффекты * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Калибровочная свобода электродинамики Полевые переменные эл.-эм. поляКалибровочное преобразованиеКалибровочная инвариантность эл.-эм. поля * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Полевые переменные в гравитодинамике Метрический тензор Афинная связностьТензор кривизны * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Калибровочная инвариантность гравитодинамики * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Гармоническая калибровка и «остаточная» калибровочная свобода Гармонические условияУравнения Эйнштейна«Остаточная» калибровочная свобода Калибровочная свобода в релятивистской задаче трех тел Луна Земля Солнце Граница локальной системы отсчета Земля-Луна * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Калибровочные степени свободы гравитационного поля в системе Земля-Луна Примеры калибровочной свободы: TT-TCB преобразование времени Лоренцево сокращение Эйнштейновское сжатиеРелятивистская прецессия (de Sitter, Lense-Thirring, Thomas) * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Калибровочное сжатие орбиты Луны Величина сжатия = 1 метр! Эллиптичность земной орбиты приводит к годовой осцилляции калибровочного сжатия = 2 мм. Земля Лоренцевосжатие Эйнштейновскоесжатие (сферическое) Солнце Луна * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Являются ли калибровочные степени свободы наблюдаемыми? Эйнштейн: нет – отсутствуют в наблюдаемых данных, не имеют отношения к физическим эффектамНордведт: да – отсутствуют в наблюдаемых данных, их отсутствие указывает на присутствие гравимагнитного поля (эффект «голого короля»)Kopeikin, S., Phys. Rev. Lett., vol. 98, id. 229001 (2007)The LLR technique involves processing data with two sets of mathematical equations, one related to the motion of the moon around the earth, and the other related to the propagation of the laser beam from earth to the moon. These equations can be written in different ways based on "gauge freedom," the idea that arbitrary coordinates can be used to describe gravitational physics. The gauge freedom of the LLR technique shows that the manipulation of the mathematical equations is causing JPL scientists to derive results that are not apparent in the data itself. Аберрация и сокращение размеров движущихся тел В частности, это означает, что размер сферы, полученный при её фотографировании посредством параллельного пучка лучей, не будет зависеть от конкретного наблюдателя, и всегда будет равен размеру сферы на фотографии, сделанной в системе покоя сферы, то есть r. Аберрация изменяет направление пучка лучей. Фотографическая пластинка должна быть поставлена так, чтобы лучи света падали на неё перпендикулярно. Протяженная двигающаяся сфера наблюдается как повернутая на некоторый угол (равный углу аберрации!); при этом наблюдаемое поперечное сечение сферы остается неизменным – то есть Лоренцево сокращение сферы не наблюдается! Фотография движущейся сферы * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Калибровочные степени свободы в уравнениях Эйнштейна-Инфельда-Гоффмана для системы Земля-Луна: “Ньютоновские” преобразования релятивистской гравитационной 4-х силыУстраняет все калибровочные степени свободы из преобразований координат!Переводит все калибровочные степени свободы в уравнения движения Луны вокруг Земли, где они появляются как фиктивные (ненаблюдаемые) силы 1 2 3 4 Сферическая симметрия двигающегося небесного тела определена неоднозначно в глобальной системе координат вследствие сокращения Лоренца/Эйнштейна и других (нелинейных) координатных эффектов. Для определения физической формы двигающегося тела, необходима локально-инерциальная система координат. Можно постулировать и поддерживать геометрическую форму тела в глобальнойсистеме координат, но это требуетсуществования внутренних напряжений,компенсирующих релятивистское сокращение (физика так не работает) Релятивистское сокращение размеров двигающихся небесных тел и его влияние на уравнения движения * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Пример: постулат сферической симметрии тел в глобальной системе координат приводит к появлению фиктивной пост-Ньютоновской силы (Брумберг 1972; Копейкин и Власов 2004) * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 * Выводы: Калибровочная свобода в релятивистской гравитационной физике играет ключевую роль, но трудна для конкретного пониманияНеправильное истолкование калибровочной свободы влечет: появление нефизических эффектов в уравнениях движения;неправильной интерпретации наблюдаемых данных;предложение ошибочных гравитационных экспериментов; нефизическую трактовку прецесии и нутации, неправильным выводам о внутренней структуре Земли и Луны;неточностям в построении навигационных систем и геодезических координатных сетей;ошибкам в прецезионной космической навигации в ближнем и дальнем космосеВнимательно изучаем труды классиков и осваиваем тонкости теорий, обладающих калибровочной свободой Блок-схема построения релятивистских систем отсчета Полевые уравнения гравитационного поля Пост-Ньютоновские приближения Калибровочные и граничные условия Глобальная СК (t, x) Локальная СК (u, w) Координатные преобразования (t, x) (u, w) Сшивка полей. Анализ остаточной калибровочной свободы Законы сохранения Уравнения движения Мультипольные разложенияполей (DSX мультиполи) * 1-я астрометрическая школа в Москве, октябрь 22-26, 2007 *

Приложенные файлы


Добавить комментарий