Кто интересуется физикой, наверное знает об истории измерения угла отклонения света гравитацией Солнца.
Но пытались ли вы сами посчитать это отклонение? Конечно, в интернете можно найти много расчётов. Расчёт на основе ОТО не всем по силам. Вычисления на основе классической физики легче понять, но они дают результат вдвое меньший, чем по ОТО и по результатам экспериментов.
А главное, что нигде нет объяснений по сути — почему результат вычислений отличается ровно в два раза.
Обычно говорят так — необходимо учесть искривление пространства, а классическая физика этого сделать не может.
Не знаю. Смогла ли моя физика учесть искривление пространства, но результат оказался в соответствии с ОТО, да ещё интересное объяснение получилось.
На картинке показан рисунок участка гиперболической орбиты. Обычные спутники чаще всего движутся по эллиптическим орбитам. Но фотон обычно так не может летать.
Жёлтый круг это Солнце. Буквами отмечены параметры гиперболы, которые использовались в вычислении.
За основу вычислений была взята формула широко известная в узких кругах. Эта формула показывает соотношение кинетического орбитального, гравитационного и свободного кинетического потенциалов. (Есть разные объяснения для этой формулы, но мы используем собственное). Формула справедлива для всех видов орбит.
Если в качестве радиуса подставить радиус Солнца, в качестве гравитационного параметра подставить гравитационный параметр Солнца, а в качестве скорости подставить скорость света, то можно определить величину большой полуоси орбиты фотона огибающего Солнце.
В результате после некоторых вычислительных действий получится значение угла под которым фотон обогнёт Солнце если пролетит вблизи его поверхности.
На первый взгляд большая удача, - результат совпал с результатом из ОТО. Я эту удачу поначалу воспринял как ошибку. Но на самом деле надо признать, что наши данные к формуле действительны только в одной точке, в точке перицентра, самой близкой точки орбиты к поверхности Солнца.
У фотона скорость всегда одна и та же (кроме отдельных случаев, которые не входят в нашу задачу), а в формуле скорость переменная.
Раз уж в проблеме виновата теория относительности, посмотрим на другие параметры в формуле, которые могут их постоянных превратиться в переменные.
Такой параметр — гравитационный параметр Солнца. Само собой, что фотон не может его изменить, но он может его по-другому, чем мы, видеть.
Если вместо переменной скорости в нашу формулу подставить скорость света, а вместо постоянного гравитационного параметра переменный, который можно определить, получится простая формула.
Из этой формулы следует интересный вывод. Фотон чувствует притягивающую его массу тем лучше, чем дальше от неё находится!
Но его «чувствительность» меняется, но в разумных пределах.
Итак, мы вычислили верное значение угла огибания фотоном Солнца, дали возможность ему лететь со своей скоростью, и примирили ОТО с классической физикой. Относительным может быть почти всё. Всё зависит от точки зрения на это всё.
Единственное, что нам не понадобилось, это искривление пространства-времени.
И ещё. В других вариантах вычисления этого угла результат всегда меньше в два раза. Я не могу сказать причину точно, но на мой взгляд она состоит в излишнем усложнении вычислений, при этом упускаются из виду важные детали. Движение по орбите не связано с массой орбитального объекта, а значит кроме потенциалов ничего не следует рассматривать. К объекту на орбите не надо применять никаких сил (откуда они на орбите?). Ну и постоянство скорости фотона обязательно надо учесть. Главное, что фотон летит по сбалансированной эквипотенциальной поверхности, и как-то по своему видит мир :)
Как обычно, все подробности в файле в разделе «Свет на орбите в поле гравитации»