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帧拖曳(镜头-蒂林效应)

1918
  • Josef Lense
  • Hans Thirring
实验室陀螺仪实验演示相对论中的参考系拖曳效应。

(图片仅供参考)

广义相对论预言,一个质量巨大的旋转物体会“拖拽”周围的时空结构,这种现象被称为参考系拖拽或伦斯-蒂林效应。这意味着围绕旋转物体运行的陀螺仪会发生进动,这并非由于任何外力矩的作用,而是因为时空本身被物体的旋转所扭曲。

当爱因斯坦场方程应用于旋转物体时,伦斯-蒂林效应会产生一种微妙的后果。非旋转物体会使时空静态弯曲(由史瓦西度规描述),而旋转物体则会给时空引入“扭曲”。这类似于一个在蜂蜜等粘性流体中旋转的球体;球体附近的流体会被其旋转拖拽。在参考系拖拽中,时空本身也会被拖拽。这种效应极其微弱。对于地球而言,极地轨道上陀螺仪的预测进动量仅为每年约42毫角秒。

The most definitive confirmation came from the Gravity Probe B (GP-B) satellite mission, launched in 2004. GP-B used four ultra-precise gyroscopes in a polar orbit. After years of data analysis, the science team announced in 2011 that they had measured the frame-dragging effect to within 19% of the value predicted by general relativity. The effect is much more pronounced near rapidly rotating, extremely massive objects like black holes and neutron stars. Frame-dragging plays a crucial role in the 天体物理学 of these objects, influencing the behavior of accretion disks and potentially providing a mechanism for launching powerful relativistic jets from the poles of active galactic nuclei.

UNESCO Nomenclature: 2211
- 相对论

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 爱因斯坦场方程
  • 马赫原理(作为一种概念影响)
  • 经典力学中的角动量和旋转概念

应用程序

  • 利用重力探测器 b 等卫星测试广义相对论的基本预测
  • 测量黑洞的自旋
  • 了解大质量物体周围吸积盘的动力学
  • 提供地球引力场的高精度测量

专利:

NA

潜在创新理念

  • a propulsion system for spacecraft that ‘surfs’ on the dragged spacetime of a rotating body
  • 利用参考系拖曳产生的能层从旋转黑洞中提取能量
  • 基于天体参考系拖曳场映射的深空导航系统
  • 利用框架拖拽来稳定卫星轨道,无需推进剂
  • 一种测量恒星和行星内部自转的方法
  • 在实验室中创建人工参考系拖曳场来研究时空动力学
  • 使用调制时空扭曲的通信设备
  • 一种改变小行星角动量以进行行星防御的方法
相关概念:框架拖曳效应、透镜效应、广义相对论、时空、引力探针B、陀螺仪 黑洞 旋转,自转。

历史背景

帧拖曳(镜头-蒂林效应)

1915
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1913
1915
1916
1917
1918
1920
1920
1921

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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