Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Погрешность измерения гравитационной постоянной  (Прочитано 3424 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн beardАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Благодарностей: 1
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от beard
В известных опытах по измерению G, её значение меняется от раза к разу.
( «Measurements of Newton’s gravitational constant and the length of day», J. D. Anderson, G. Schubert2 V. Trimble, M. R. Feldman )
Изображение из этой статьи в тексте ниже.

Предлагаю гипотезу, объясняющую причину этих колебаний результатов экспериментов.
Хотя в ОТО считается что инертная и гравитационная массы эквивалентны, примем что инертная масса m не изменяется от внешних условий, а гравитационная масса зависит от некоторых внешних условий.
Приняв в качестве коэффициента связывающего эти массы гравитационную постоянную, можно определить её значение и оценить погрешность измерения.
Вариант измерения не имеет значения, но для рассмотрения объективной погрешности измерения, не связанной с качеством проведения опыта, рассмотрим гипотетический эксперимент.

Два одинаковых массивных объекта с известной инертной масой вращаются по круговой орбите вокруг общего центра. В такой системе можно определить значение гравитационной постоянной G.
\[G=\frac { \pi^2 R^3}{mT^2}\]
Здесь m — масса каждого тела, R — расстояние между вращающимися телами, T — период обращения. Формула похожа на формулу для гравитационного параметра.
Если вся эта система начнёт двигаться или окажется под воздействием гравитационного потенциала массивного объекта, то R и T начнут изменяться в соответствии с СТО и ОТО.
Новое значение G будет отличаться на ΔG. И можно записать отношение:
\[\frac {G - \Delta G}{G}=\left ( {1- \frac {V^2}{C^2}} \right )^{5/2} * \left ({1 - \frac {\Phi_m}{\Phi_0}} \right )^{5/2}\]
V — скорость нашей системы относительно реликтового фона. Она меняется регулярно с интервалом в год из-за вращения земли вокруг Солнца.
Фm — гравитационный потенциал окружающих небесных тел, который также меняется из-за изменения взаимного расположения.
Как оказалось, даже влияние тяготения Сатурна довольно значительно и участвует в образовании погрешности опытов.
Приблизительная оценка влияния различных факторов даёт значение около 0,999 от максимального значения G.
По результатам реальных измерений этот коэффициент достигает величины 0,9995.

Из сказанного можно сделать вывод, что в условиях Земли G никогда не будет определена с высокой точностью, и определённое значение всегда будет меньше некоторого максимально возможного. Но если выполнять регулярное вычисление влияния планет и собственного движения Земли, возможно введение поправочного коэффициента на любой момент времени.
Измерения гравитационного параметра (GM) определяется с более высокой точностью, по той причине, что данные для вычисления усреднены полными периодами обращения планет или спутников. Сама же постоянная G измеряется в течение короткого времени.
Эйнштейн несомненно гений. Но не он создал Вселенную.
Выясняя устройство сложного механизма, невозможно учесть все нюансы конструкции и применённых в ней технологий.

Оффлайн leon10010

  • *****
  • Сообщений: 7 447
  • Благодарностей: 402
  • ух
    • Сообщения от leon10010
Хотя в ОТО считается что инертная и гравитационная массы эквивалентны, примем что инертная масса m не изменяется от внешних условий, а гравитационная масса зависит от некоторых внешних условий.
Не считается, а так оно и есть.
итить

Оффлайн beardАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Благодарностей: 1
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от beard
Не считается, а так оно и есть.
Это только Богу известно. Нет явных доказательств, только постулаты.
Эйнштейн несомненно гений. Но не он создал Вселенную.
Выясняя устройство сложного механизма, невозможно учесть все нюансы конструкции и применённых в ней технологий.

Оффлайн zam2

  • *****
  • Сообщений: 3 590
  • Благодарностей: 148
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от zam2
Это только Богу известно. Нет явных доказательств, только постулаты.
Почитайте вот здесь https://studopedia.su/6_364_inertnaya-i-gravitatsionnaya-massi-printsip-ekvivalentnosti.html про эксперименты Этвеша и Брагинского.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
В известных опытах по измерению G, её значение меняется от раза к разу.
Нет. Меняется от группы к группе. И это наиболее очевидный фактор.
Изображение из этой статьи в тексте ниже.
Даже по изображению видно, что зависимости нет. Что и подтверждается https://arxiv.org/abs/1505.06725

Хотя в ОТО считается что инертная и гравитационная массы эквивалентны
Как уже написали выше, это экспериментальный факт и измерен он значительно точнее чем \(G\).

Если вся эта система начнёт двигаться или окажется под воздействием гравитационного потенциала массивного объекта, то R и T начнут изменяться в соответствии с СТО и ОТО.
Вот, как раз в соответствии со СТО и ОТО не начнут.
И можно записать отношение:
Откуда взялась эта формула?
И какова величина слагаемых в правой части? Какова их периодичность? Как это соотносится с графиком и измерениями?
Как оказалось, даже влияние тяготения Сатурна довольно значительно и участвует в образовании погрешности опытов.
Сколько именно?

Измерения гравитационного параметра (GM) определяется с более высокой точностью, по той причине, что данные для вычисления усреднены полными периодами обращения планет или спутников.
А Вас не смущает то, что ИСЗ мониторятся непрерывно и с высокой точностью?
Вас не смущают спутники, которые картографируют гравитационный потенциал Земли?
А GPS Вы пользуетесь?
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Комментарий модератора раздела Оффтоп удалён.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн beardАвтор темы

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 40
  • Благодарностей: 1
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от beard
Откуда взялась эта формула?
И какова величина слагаемых в правой части? Какова их периодичность? Как это соотносится с графиком и измерениями?

Формула взялась из элементарной физики. Я не стремлюсь кого-то обобрать и не требую никакого вознаграждения. Я не физик и не астроном. Идея мне показалась важной, и я решил ей поделиться. Доказывать ничего не хочу. Как говорится, не нравится - не ешьте. Если в изложенном не видно никакого смысла, то и не ищите. Я не обижусь. Отклонения результата измерений от опыта к опыту интересует и зарубежных учёных. Идея возникают не у одного человека, и через год мы узнаем, что загадка решена.. но не нашей наукой.
С форума ухожу окончательно... Стар уже....
Эйнштейн несомненно гений. Но не он создал Вселенную.
Выясняя устройство сложного механизма, невозможно учесть все нюансы конструкции и применённых в ней технологий.

Онлайн Ulmo

  • *****
  • Сообщений: 1 887
  • Благодарностей: 67
    • Сообщения от Ulmo
Я не физик и не астроном.
Беда, коль пироги начнет печи сапожник, А сапоги тачать пирожник, И дело не пойдет на лад. Да и примечено стократ,
Что кто за ремесло чужое браться любит, Тот завсегда других упрямей и вздорней: Он лучше дело всё погубит, И рад скорей Посмешищем стать света,
Чем у честных и знающих людей Спросить иль выслушать разумного совета.

И.А. Крылов - ЩУКА И КОТ


Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Комментарий модератора раздела Ыцилус, 50% по 5.5

P.S. Вы сначала с правилами форума разберитесь, а уж потом за "физику" беритесь.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Формула взялась из элементарной физики.
ОТО не относится к "элементарной физике" пока ещё.

Я не физик и не астроном.
Это не ответ на вопрос об амплитудах и периодах.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Klapaucius

  • *****
  • Сообщений: 11 234
  • Благодарностей: 183
  • Илья
    • Сообщения от Klapaucius
Факт, что G до сих пор определена с очень низкой точностью (несмотря на заявленные узкие поля погрешностей многих измерений) столетиями остаётся фактом, и в последние десятилетия особенно заметным (ну не пересекаются эти "поля", "константу" G колбасит постоянно). Есть по крайней мере один альтернативный способ измерения крутильным весам Кавендиша, он порядок подтвердил, но как-то сразу сгинул и точности не добавил.
Тут на форуме вопрос обсуждался многократно.

Из вышесказанного автором темы для себя делаю вывод, что он не совсем в теме (за себя тоже не гарантирую, особенно за последние годы - кроме факта ужасной известности числа G). Периодические изменения G, любые, скорее всего были бы выявлены на сегодня. Хотя не 100% факт, если в комплексе скажем фазы Луны и расстояние до неё и Юпитера (помноженные на широту лаборатории), или ещё какая-то такая хрень, то вряд ли могли бы обнаружить систему.
« Последнее редактирование: 28 Апр 2019 [04:25:43] от Klapaucius »
Carthago restituenda est

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
то вряд ли могли бы обнаружить систему.
Ну, наличие Нептуна обнаружили...
А ещё есть всякие LARES, LAGEOS, GRACE и т.п.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Klapaucius

  • *****
  • Сообщений: 11 234
  • Благодарностей: 183
  • Илья
    • Сообщения от Klapaucius
то вряд ли могли бы обнаружить систему.
Ну, наличие Нептуна обнаружили...
А ещё есть всякие LARES, LAGEOS, GRACE и т.п.
Наличие Нептуна обнаружили в середине 19го века. И это никак не связано с определением G и её точности, хотя бы до 2-3 знака после запятой. G*M известны весьма точно, но сами массы планет из-за неопределённости G - на 4-6 порядков хуже.
Carthago restituenda est

Онлайн j.kepler.ii

  • *****
  • Сообщений: 9 606
  • Благодарностей: 279
    • Сообщения от j.kepler.ii
    • http://friends-partners.org/
то вряд ли могли бы обнаружить систему.
Ну, наличие Нептуна обнаружили...
А ещё есть всякие LARES, LAGEOS, GRACE и т.п.
G*M известны весьма точно, но сами массы планет из-за неопределённости G - на 4-6 порядков хуже.
"G*M известны весьма точно" - замечание это всего лишь теоретическая внутренняя точность. Для теорий небесной механики важны лишь сами величины GM тел Солнечной системы, которые определяются путем поиска оптимума для базы данных прошлых наблюдений. Вот посмотрите картинки во вложениях (особенно картинку 2) и вы увидите существенный произвол в выборе этих величин. Для Масс тел имеется уловка в виде относительных масс, когда одно из тел принимается за единицу.  Избавляемся от G в принципе, деля на величину GM тела принятого за единицу GM других тел.

« Последнее редактирование: 03 Мая 2019 [21:09:48] от j.kepler.ii »

Онлайн j.kepler.ii

  • *****
  • Сообщений: 9 606
  • Благодарностей: 279
    • Сообщения от j.kepler.ii
    • http://friends-partners.org/
Приложил снэпы для сравнения DE200/LE200 с DE405/LE405 Видно, что величины GM существенно различны между DE200/LE200 и DE405/LE405 хотя это труды одной и той же Лаборатории реактивного движения.

Подведем итог: получить точное значение гравитационной постоянной G на основе теорий эфемерид есть утопия.

В земных условиях измерить точное значение гравитационной постоянной G из-за ШУМОВ ОПОРЫ УСТАНОВКИ тоже есть утопия.

PS Дайте мне точку опоры свободную от ШУМОВ и я измерю точное значение гравитационной постоянной G  :D
« Последнее редактирование: 03 Мая 2019 [21:28:25] от j.kepler.ii »

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Не смешной юмор был удалён.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Онлайн j.kepler.ii

  • *****
  • Сообщений: 9 606
  • Благодарностей: 279
    • Сообщения от j.kepler.ii
    • http://friends-partners.org/
ГАИШ. Наличие различающихся систем астрономических постоянных

"ПРИМЕЧАНИЕ.
     Существуют несколько систем астрономических постоянных.  При использовании разных постоянных все они должны быть согласованы между собой и согласованы с другими данными задачи.

     Астрономические постоянные отражают пространственные и временные конфигурации реальных небесных тел. Постоянные определяются на основе наблюдений. Из-за неточности измерений всегда имеются неопределенности в найденных значениях. Имеются также зависимости между ошибками постоянных. Несколько вариантов взаимно согласованных значений могут примерно одинаково удовлетворять данным наблюдений. Разные системы астрономических постоянных различаются, как правило, составом исходных наблюдательных данных. Несогласованность принимаемых значений постоянных может внести новые погрешности в результат исследований.

     В истории определения астрономических постоянных существовало несколько устойчивых версий. Вот некоторые из них:

- система Ньюкома, 1898 г.
- система IAU, 1964 г.
- система IAU, 1976 г.
- система DE102, 1977 г.
- система DE200, 1982 г.
- система IERS, 1992 г.
- система DE403, 1995 г.
- система DE405/LE405, 2003 г.

  В качестве примера правильного использования системы астрономических постоянных можно привести следующую ситуацию. С помощью эфемериды DE200 вычисляются прямоугольные координаты планет, выраженные в астрономических единицах. Затем значения координат переводятся в километры. При этом для астрономической единицы принимается значение 149597870.66 км, которое отличается от значения, принятого в системе IERS. И это правильно, так как при создании эфемерид DE200 использовалось именно это значение."

Онлайн j.kepler.ii

  • *****
  • Сообщений: 9 606
  • Благодарностей: 279
    • Сообщения от j.kepler.ii
    • http://friends-partners.org/
У меня нет никаких взглядов и предпочтений по данной проблеме.
Проблема-то кричащая о физической несостоятельности экспериментаторов и теоретиков. Я был лично знаком с Брагинским, который плотно занимался ею на протяжении всей жизни.
Правильно ли я понимаю, что с Вашей точки зрения разброда измеренных значений G существенно превышающих теоретическую точность соответствующих измерений тоже нет? И соответственно в принципе, оснований для такой проблемы с Вашей точки зрения не существует?

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Правильно ли я понимаю, что с Вашей точки зрения разброда измеренных значений G
Неправильно - это был бы некий "взгляд"...
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Geen, пожалуйста, удалите сообщение по ссылке
Пост удалён по просьбе автора. Последовавшее обсуждение - тоже.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...