Shapiro Zaman Gecikmesi

Shapiro zaman gecikmesi etkisi veya yerçekimi zaman gecikmesi etkisi, genel göreliliğin dört klasik güneş sistemi testinden biridir. Devasa bir nesnenin yakınından geçen radar sinyallerinin bir hedefe gitmesi biraz daha uzun sürer ve nesnenin kütlesi mevcut değilse geri dönmesi daha uzun sürer. Zaman gecikmesine, ışığın bir dış gözlemcinin perspektifinden belirli bir mesafeyi kat etmesi için gereken süreyi artıran uzay-zaman genişlemesi neden olur.

Genel Göreliliğin Dördüncü Testi

Astrofizikçi Irwin Shapiro, Genel Göreliliğin Dördüncü Testi başlıklı 1964 tarihli bir makalede şunları yazmıştır.

Genel teoriye göre, bir ışık dalgasının hızı, yolu boyunca yerçekimi potansiyelinin gücüne bağlı olduğundan, bu zaman gecikmeleri, radar darbeleri güneşin yakınından geçtiğinde yaklaşık 2×10^-4  saniye arttırılmalıdır. 60 km mesafeye eşdeğer olan böyle bir değişiklik, şu anda elde edilebilen ekipmanla gerekli yol uzunluğu üzerinden yaklaşık %5 ila %10 arasında ölçülebilir.

Zaman gecikmesini tartışan bu makale boyunca, Shapiro ışık hızı olarak c’yi kullanır ve Einstein alan denklemlerinin bir Schwarzschild çözümüne göre sonlu koordinat mesafesi boyunca ışık dalgalarının veya ışınlarının geçişinin zaman gecikmesini hesaplar.

Orta kuvvette neredeyse statik bir yerçekimi alanında (örneğin, yıldızlar ve gezegenler, ancak bir kara delik veya yakın ikili nötron yıldızlarından biri değil) etki, yerçekimi zaman genişlemesinin özel bir durumu olarak düşünülebilir.

Bir yerçekimi alanında bir ışık sinyalinin ölçülen geçen süresi, alan olmadan olacağından daha uzundur ve orta kuvvette neredeyse statik alanlar için fark, tam olarak standart yerçekimi zaman genişletme formüllerinde verildiği gibi, klasik yerçekimi potansiyeli ile doğru orantılıdır. .

Irwin Shapiro Kimdir?

Irwin Ira Shapiro (10 Ekim 1929’da New York’ta doğdu) Amerikalı bir astrofizikçi ve Harvard Üniversitesi’nde Timken Üniversitesi Profesörü. 1982’den beri Harvard’da profesördür. 1982’den 2004’e kadar Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nin direktörlüğünü yaptı.

New York’lu olan Shapiro, New York’taki Brooklyn Teknik Lisesi’nden mezun oldu. Daha sonra BA derecesini aldı. Cornell Üniversitesi’nden Matematik ve daha sonra Harvard Üniversitesi’nden Fizik alanında yüksek lisans ve doktora derecesi aldı. 1954’te Massachusetts Institute of Technology’nin Lincoln Laboratuvarı’na katıldı ve 1967’de orada fizik profesörü oldu. 1982’de, mezun olduğu Harvard’da profesör ve Guggenheim Fellow olarak bir pozisyon aldı ve aynı zamanda Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nin direktörü oldu.

1997’de üniversitedeki ilk Timken Üniversitesi Profesörü oldu.

Shapiro’nun araştırma ilgi alanları arasında astrofizik, astrometri, jeofizik, yerçekimi ve evrenin yaşını değerlendirmek için yerçekimi merceklerinin kullanımı yer alır. 1981’de Edward Bowell, 3832 ana kuşak asteroitini keşfetti ve daha sonra eski öğrencisi Steven J. Ostro tarafından Shapiro’nun adını aldı.

Zaman gecikmesi etkisi ilk olarak 1964 yılında Irwin Shapiro tarafından tahmin edilmiştir. Shapiro, tahmininin gözlemsel bir testini önerdi. Radar ışınlarını Venüs ve Merkür yüzeyinden sektiriyor ve gidiş-dönüş seyahat süresini ölçüyor. Dünya, Güneş ve Venüs en uygun şekilde hizalandığında, Shapiro, Güneş’in varlığından dolayı, Dünya’dan Venüs’e ve geriye doğru seyahat eden bir radar sinyalinin beklenen zaman gecikmesinin 1960’ların teknolojisinin sınırlamaları dahilinde yaklaşık 200 mikrosaniye olacağını gösterdi.  .

MIT Haystack radar anteni kullanılarak 1966 ve 1967’de gerçekleştirilen ilk testler başarılı oldu ve öngörülen zaman gecikmesi miktarını tekrar test edildi. Deneyler o zamandan beri artan doğrulukla birçok kez tekrarlandı.

Kaynak: Wikipedia