Гравитационное экранирование

Гравитационное экранирование — термин, обозначающий гипотетический процесс экранирования объекта от воздействия гравитационного поля. Такие процессы, если бы они существовали, могли бы приводить к уменьшению веса объекта. Форма экранированной области была бы схожей с формой тени от гравитационного экрана. Например, форма экранированной области над диском была бы конической. Высота вершины конуса над диском зависела бы от расстояния экранирующего диска от массивного объекта^[1]. В настоящее время не существует экспериментальных подтверждений существования эффекта гравитационного экранирования. В физической теории гравитационное экранирование считается нарушением принципа эквивалентности и, таким образом, противоречит как теории Ньютона, так и Общей теории относительности^[2].

Проверки принципа эквивалентности

По состоянию на 2008 год, ни в одном эксперименте не получилось обнаружить подтверждений наличию эффекта экранирования. Количественную оценку эффекта экранирования Квирино Майорана предложил осуществлять с использованием коэффициента затухания h, который модифицирует формулу вычисления силы гравитационного притяжения, предложенную Ньютоном^[3], следующим образом:

F={\frac {GMm}{r^{2}}}e^{-h\int \rho (r)dr}

Лучшие лабораторные измерения позволили установить верхнюю границу эффекта экранирования в 4,3×10⁻¹⁵ м²/кг^[4]. Другое недавнее исследование предложило нижнюю границу 0,6×10⁻¹⁵^[5]. Оценки, основанные на использовании наиболее точных данных о гравитационных аномалиях, полученные в течение солнечного затмения 1997 года, позволили установить новое ограничение на параметр экранирования: 6×10⁻¹⁹ м²/кг^[6]. Однако астрономические наблюдения требуют более строгих ограничений. Основываясь на наблюдениях Луны, известных к 1908 году, Анри Пуанкаре^[7] установил, что h не может превышать 10⁻¹⁸ м²/кг. Позже это ограничение было значительно усилено. Экхардт^[8] показал, что данные измерений расстояния до Луны дают верхнюю границу 10⁻²² м²/кг, а Уильямс и соавторы^[9] улучшили эту оценку до h = (3 ± 5)×10⁻²² м²/кг.

Следствием негативного результата экспериментов (которые находятся в хорошем соответствии с предсказаниями общей теории относительности) является то, что любая теория, которая предполагает наличие эффектов экранирования, например теория гравитации Лесажа, должна учитывать, что подобные эффекты имеют необнаружимо малый уровень.

В произведениях искусства

Космический летательный аппарат, основанный на принципе гравитационного экранирования, описан в научно-фантастическом романе Г. Уэллса "Первые люди на Луне".
В романе-сказке Н.Носова Незнайка на Луне описанная там "искусственная невесомость" соответствует критериям гравитационного экранирования. Явление стало основой "прибора невесомости", благодаря которому была построена ракета для полета на Луну.
В фантастической повести Е.С. Велтистова «Победители невозможного» описывается изобретённый школьником «антигравитационный коврик». Образец был утрачен после того, как схвативший устройство гусь случайно активировал его и был унесён в межзвёздное пространство.

Примечания

↑ Unnikrishan, C. S. (1996). Does a superconductor shield gravity? Physica C, 266, 133—137.
↑ Bertolami, O. & Paramos, J. & Turyshev, S. G. (2006), General Theory of Relativity: Will it survive the next decade? Архивная копия от 6 мая 2021 на Wayback Machine, in H. Dittus, C. Laemmerzahl, S. Turyshev, Lasers, Clocks, and Drag-Free: Technologies for Future Exploration in Space and Tests of Gravity: 27-67
↑ Majorana, Q., (1920). «On gravitation. Theoretical and experimental researches», Phil. Mag. [ser. 6] 39, 488—504.
↑ Unnikrishnan and Gillies (2000), Phys Rev D, 61
↑ Caputo M., On new limits of the coefficient of gravitation shielding,J. Astrophysics and Astronomy, vol. 27, 439—441 (2006).
↑ Yang X.-S., Wang Q.-S., Gravity Anomaly During the Mohe Total Solar Eclipse and New Constraint on Gravitational Shielding Parameter,Astrophysics and Space Science, Vol.282, 245—253 (2002).
↑ Poincaré, H. (1908). «La dynamique de l'électron», Revue générale des sciences pures et appliquées 19, pp. 386—402, репринт в Science and Method. Flammarion, Paris.
↑ D. H. Eckhardt, Phy Rev D, 42, 1990, 2144
↑ Williams, et al., «Testing the Equivalence Principle on the Ground and in Space», (2006), будет опубликовано Springer Verlag, Lecture Notes in Physics, gr-qc/0507083

[1] Unnikrishan, C. S. (1996). Does a superconductor shield gravity? Physica C, 266, 133—137.

[Bert-2] Bertolami, O. & Paramos, J. & Turyshev, S. G. (2006), General Theory of Relativity: Will it survive the next decade? Архивная копия от 6 мая 2021 на Wayback Machine, in H. Dittus, C. Laemmerzahl, S. Turyshev, Lasers, Clocks, and Drag-Free: Technologies for Future Exploration in Space and Tests of Gravity: 27-67

[majorana-3] Majorana, Q., (1920). «On gravitation. Theoretical and experimental researches», Phil. Mag. [ser. 6] 39, 488—504.

[4] Unnikrishnan and Gillies (2000), Phys Rev D, 61

[5] Caputo M., On new limits of the coefficient of gravitation shielding,J. Astrophysics and Astronomy, vol. 27, 439—441 (2006).

[6] Yang X.-S., Wang Q.-S., Gravity Anomaly During the Mohe Total Solar Eclipse and New Constraint on Gravitational Shielding Parameter,Astrophysics and Space Science, Vol.282, 245—253 (2002).

[7] Poincaré, H. (1908). «La dynamique de l'électron», Revue générale des sciences pures et appliquées 19, pp. 386—402, репринт в Science and Method. Flammarion, Paris.

[8] D. H. Eckhardt, Phy Rev D, 42, 1990, 2144

[9] Williams, et al., «Testing the Equivalence Principle on the Ground and in Space», (2006), будет опубликовано Springer Verlag, Lecture Notes in Physics, gr-qc/0507083

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]