Эксперимент Эддингтона

[Янкель]

Читаю про эксперимент Эддингтона по подтверждению отклонения луча света от удалённой звезды вблизи диска Солнца. Честно говоря, в недоумении, и главный вопрос(который почему-то вообще нигде не фигурирует!): а каким образом в процессе эксперимента учитывалась рефракция света звезды при его прохождении через солнечную корону?

[kidmoto]

Я думаю, что рефракцией в солнечной короне можно пренебречь, так как её эффект намного слабее гравитационного отклонения.

[Янкель]

Я думаю, что рефракцией в солнечной короне можно пренебречь, так как её эффект намного слабее гравитационного отклонения.

Как я понял, даже у самого края солнечного диска гравитационное отклонение около 1". Рефракция даже в холодной земной атмосфере у горизонта измеряется десятками минут. Для Солнца ничего не нашёл, но чисто интуитивно представляется, с учётом бешеных температур плазмы рефракция там значительно превосходит "гравитационную" величину порядка одной секунды.

[Pluto]

Корона на много порядков разряженнее земной атмосферы.

[Янкель]

Корона на много порядков разряженнее земной атмосферы.

Зато намного протяжённее и горячее. Вот и хотел услышать объяснение от сведущего в этом человека.

[AL Malino]

Как я понял, даже у самого края солнечного диска гравитационное отклонение около 1". Рефракция даже в холодной земной атмосфере у горизонта измеряется десятками минут. Для Солнца ничего не нашёл, но чисто интуитивно представляется, с учётом бешеных температур плазмы рефракция там значительно превосходит "гравитационную" величину порядка одной секунды.

Зато намного протяжённее и горячее. Вот и хотел услышать объяснение от сведущего в этом человека.

Скажу сразу, я не сильно сведущий в данном вопросе человек, но так, некоторые соображения:
Температура на дисперсионные свойства плазмы напрямую не влияет. Но косвенным образом — таки да, поскольку коэффициент преломления определяется концентрацией электронов. Однако в солнечных фотосфере и короне температура такова, что нейтрального газа там практически нет, там всё ионизовано напрочь! Единственным фактором, способным повлиять на ход луча, является распределение плотности плазмы в зависимости от расстояния от (условной) границы фотосферы. Не исключено, что меняется она не столь уж резко, поелику радиус Солнца достаточно велик. Но не поручусь, надо искать данные и считать конкретно.

[Ly_S]

Имеет значение с какой стороны Солнца проверять это отклонение ?

[Скеп-тик]

Вообще-то, отклонение измерялось не у самого края диска Луны (затмение ведь), а взаимное расположение нескольких звёзд относительно друг друга на 10-20° в стороне. Измерялось искажение "рисунка" созвездия в зависимости от удаление траектории фотонов от поверхности Солнца.

[archimed]

Имеет значение с какой стороны Солнца проверять это отклонение ?

Есть подозрение что имеет и связано это с вращением Солнца. Но это невозможно подтвердить или опровергнуть по той простой причине, что почти во всех наблюдениях звезды в основном на одной стороне. Создается такое впечатление, что все что противоречить предсказаниям не принималось во внимание.

[archimed]

Читаю про эксперимент Эддингтона по подтверждению отклонения луча света от удалённой звезды вблизи диска Солнца. Честно говоря, в недоумении, и главный вопрос(который почему-то вообще нигде не фигурирует!): а каким образом в процессе эксперимента учитывалась рефракция света звезды при его прохождении через солнечную корону?

Это не совсем вблизи. Потом все пересчитывается, так как теоретически отклонение линейно зависит от расстояния. По рисунку видно какая чехарда с отклонениями. Но посчитали, что среднее отклонение совпадает с предсказанием.

[Янкель]

Вообще-то, отклонение измерялось не у самого края диска Луны (затмение ведь), а взаимное расположение нескольких звёзд относительно друг друга на 10-20° в стороне. Измерялось искажение "рисунка" созвездия в зависимости от удаление траектории фотонов от поверхности Солнца.

А какое отклонение ожидалось и какое зафиксировано Эддингтоном на таком большом угловом расстоянии? Об этом нигде не пишут почему-то, в Вики лишь какие-то общие фразы.

[Янкель]

Читаю про эксперимент Эддингтона по подтверждению отклонения луча света от удалённой звезды вблизи диска Солнца. Честно говоря, в недоумении, и главный вопрос(который почему-то вообще нигде не фигурирует!): а каким образом в процессе эксперимента учитывалась рефракция света звезды при его прохождении через солнечную корону?

Это не совсем вблизи. Потом все пересчитывается, так как теоретически отклонение линейно зависит от расстояния. По рисунку видно какая чехарда с отклонениями. Но посчитали, что среднее отклонение совпадает с предсказанием.

Приведённая Вами картина как раз больше похожа именно на рефракцию в солнечной короне с неоднородной плотностью и температурой. В искривлённом массой Солнца пространстве векторы колебаний звёзд должны были-бы быть направлены точно к центру Солнца, разве нет?

И да, что там с масштабом на картинке? Диски Солнца\Луны  ~1800 угловых секунд. Отклонение у края диска Солнца должно быть всего 1 секунда. А здесь даже в трёх диаметрах отклонение минуты дуги!

[petrovich1964]

И да, что там с масштабом на картинке?

Сможете нарисовать в масштабе один к один?
На схеме указаны отклонения. Это не фотография.

[Foma]

Читаю про эксперимент Эддингтона по подтверждению отклонения луча света от удалённой звезды вблизи диска Солнца. Честно говоря, в недоумении, и главный вопрос(который почему-то вообще нигде не фигурирует!): а каким образом в процессе эксперимента учитывалась рефракция света звезды при его прохождении через солнечную корону?

Измерения отклонения света в гравитационном поле Солнца проводят и сейчас, со все большей и большей точностью. В основном это РСДБ-измерения в радиодиапазоне, там рефракция электромагнитного излучения в плазме солнечной короны важна и вопрос этот хорошо изучен. Для примера из недавнего см arXiv:1807.00724, там приведена готовая формула для отклонения в поле Солнца со всеми поправками и учетом рефракции:

Нам интересен член с (ω_e/ω₀)², где ω_e - плазменная частота, ω₀ - частота наблюдения. Как показано в статье, этот член сколько-нибудь важен только на частотах ~ГГц и менее, дополнительное отклонение при этом составляет порядка 1-10-100 миллисекунд дуги, в зависимости от углового расстояния. Если перейти в оптический диапазон, то этот член уменьшится на 10 порядков и эффект станет абсолютно пренебрежим.

Что еще можно отметить по эксперименту Эддингтона.

1) Как уже отмечено, на самом лимбе отклонения не измерялись. Померяли несколько звезд  поярче и построили график смещений от расстояния, вот такой:


график из оригинальной статьи Эддингтона 1920 г.

Точки легли на зависимость, предсказанную ОТО, а Ньютон (пунктир) прошел мимо.

2) Похожие эксперименты сейчас проводят даже любители и обработкой снимков в MaxIm  DL получают куда лучшие результаты, чем Эддингтон 100 лет назад. Вот например такая статья и график оттуда:


(слева) отклонение в грав.поле Солнца, (справа) наблюдатель и его телескоп

3) При современном уровне измерений отклонения света в гравитационном поле можно наблюдать и вдали от Солнца. Даже на удалении 90° оно составляет ~ 4 миллисекунд дуги, что вполне разрешается РСДБ. Вообще эффект промерен с очень высокой точностью, ~10^-4, причем не только в гравитационном поле Солнца, но даже и Юпитера.

[Янкель]

Как показано в статье, этот член сколько-нибудь важен только на частотах ~ГГц и менее, дополнительное отклонение при этом составляет порядка 1-10-100 миллисекунд дуги, в зависимости от углового расстояния. Если перейти в оптический диапазон, то этот член уменьшится на 10 порядков и эффект станет абсолютно пренебрежим.

Понятно, спасибо!

[DRUID_3]

Для примера из недавнего см arXiv:1807.00724, там приведена готовая формула для отклонения в поле Солнца со всеми поправками и учетом рефракции:

Я нибельмеса в этой формуле не понимаю - не знаю как ее выводили, что было взято за механизм, начальные весомые параметры и чем пренебрегли, но...

Нам интересен член с (ωe/ω0)2, где ωe - плазменная частота, ω0 - частота наблюдения. Как показано в статье, этот член сколько-нибудь важен только на частотах ~ГГц и менее, дополнительное отклонение при этом составляет порядка 1-10-100 миллисекунд дуги, в зависимости от углового расстояния.

Когда те же сторонники "теории Ритца" говорят о плазменной среде вокруг Солнца, то подразумевают что там не пустота. Там имеется среда распространения(сиречь переизлучения), что уже само по себе сильно усложняет прямую трактовку эксперимента. Плазменная частота, радиус Дебая и прочее там играют "малую рояль". Какую роль играют частоты резонансного поглощения воздуха в явлениях миража или аномального тропосферного распространения дециметровых волн? Но и вряд ли мы напрямую имеем дело с градиентом коэффициента преломления. Просто ввиду того что гелиосфера нашего светила очень непостоянна и неравномерна, а потому мы бы наблюдали регулярное мельтешение отклонения. Что же остается? Ну, например, дисперсионная линза(призма или точнее сфера) составленная из элементов наподобие тех что дарят нам голубой цвет нашего неба. Хоть элементы-пиксели такой призмы и носят стохастический характер небо удивительно постоянно в своих цветах(никогда не выпадает "зеленый") и равномерной окрашенности. Мало того такой механизм нисколечки не мешает нам видеть звезды, КА и т.д. Очень возможно что посмотрев на окрестности Солнца мы невольно смотрим через подобный стохастически-плазматический преломляющий шар.

...но даже и Юпитера.

А Сатурна? Кольца и дальность мешают? А Луна - я понимаю что масса совсем не та, но как удобно наблюдать то... Тут вот в чем дело - вокруг Юпитера расположен подобный плазменно-корпускулярный кокон(а у Сатурна - нет). Потому вопрос не снимается.

Разумеется здесь нужно не просто продекларировать, но считать и измерять. Што?  Повод поломать голову.

Понятно, спасибо!

Это аргументация на уровне вот этой книги  :

[it]

Смещение звезд в эксперименте Эддингтона 1922 года соответствует случайному распределению плазменно-пылевых облаков.


Диаграмма смещений 1922 года взята из статьи А.А. Михайлова.
 Три пунктирные гиперболы отвечают значениям 1"75, 2"05 и 2"50. Михайлов пишет: "Из рассмотрения чертежа трудно сказать, какая из трёх линий ближе соответствует наблюдению".

[Янкель]

Смещение звезд в эксперименте Эддингтона 1922 года соответствует случайному распределению плазменно-пылевых облаков.

Вот и у меня такое-же чисто интуитивное мнение. В холодной земной атмосфере зачастую мираж искривляет световые лучи даже не на минуты, а на градусы, в зависимости от температуры воздуха и влажности. А там миллионы градусов в короне, колебания плотности, протуберанцы и протяжённость "атмосферы" не в пример земной, хоть и плотность ниже.

[it]

Вы посмотрите, например, на звёзды левее Солнечного диска (т.е. на 9 часов): положение звезды 77 отклонилось от Солнца, как и положено. А вот положение звезды 74 отклонилось ровно в противоположную сторону. А положение звезды 73 вообще не изменилось.
Я математически обрабатывал это т рисунок, который был дан в книге Струве. Ну и получил, что ошибка измерений практически равна измеряемой величине. Т.е. можно только сказать, что свет отклоняется Солнцем, а вот насколько, и соответствует это отклонение теории Ньютона или Эйнштейна - это сказать невозможно.

[Янкель]

соответствует это отклонение теории Ньютона или Эйнштейна - это сказать невозможно.

Т.е. Эддингтон откровенно подтасовал результат под нужное (эйнштейновское) значение?