Гравитация и вселенная - Дикке Р.
Скачать (прямая ссылка):
диска-экрана, равнялись соответственно 19,2", 12,9" и 6,3". Это было сделано для того, чтобы разделить два разных эффекта — влияние изменения яркости вблизи края диска Солнца и влияние собственно сплюснутости Солнца. Хватило бы и двух случаев, но мы взяли три, чтобы показать внутреннюю непротиворечивость метода. Ясно, что совершенно необходимо быть уверенным в происхождении пере- 62
II.- Сплюснутость Солнца и гравитация
менного сигнала (рис. 16) от сплюснутости Солнца, а не от изменения яркости солнечного диска с широтой; к тому же знание распределения яркости по диску Солнца требуется и для других целей, к которым я вернусь позднее.
4 I/, 2Ц и ш zu з /з гз
Июнь Июль Двг.
Z IZ 22 г IZ ZZ Септ. Опт. /966г.
Рис. 23. Разбиение данных, приведенных на рис. 22, на средние по трем различным увеличениям телескопа. Измерения проводились для трех различных величин кромки солнечного диска, выходящей за края диска-экрана. Такие наблюдения при трех угловых размерах кромки солнечного диска (19,2", 12,9" и 6,3") позволяют разделить сигнал на две части, из которых одна обусловлена сплюснутостью Солнца, а другая — предполагаемым различием в яркости экватора и полюса.
На рис. 22 представлены экспериментальные точки, изображающие средние по всем трем только что указанным значениям, тогда как на рис. 23 эти три случая представлены самостоятельно, разными точками. Подобным же образом на рис. 24 результаты разбиты по утренним и вечерним часам наблюдения. Данные, приведенные на этом последнем рисунке, могут служить и для проверки 63 II.- Сплюснутость Солнца и гравитация
возможного эффекта, связанного с положением Солнца над горизонтом для Принстона, где проводились наблюдения.
Итак, рис. 22—24 иллюстрируют разносторонний анализ данных, полученных в "1966 г. [13]. Данные, полученные годом позже, согласуются с данными 1966 г. Общий вывод, к которому мы пришли на основе всех этих измерений, состоит в том, что Солнце обладает относительной сплюснутостью 5 • IO-5, т. е. что его экваториальный радиус
0,06" gO, 05 I OOU
I
10,03
* 0,02 'З
S 0,01
о §0
§0.0/ 8
-0,03 -O3OU
и /и ги и /и 2U з /з гз г /г гг г іг
Июнь Июль Август Cfinm Окт /966г
Рис. 24. Данные рис. 22, сгруппированные но утренним и вечерним наблюдениям, могут служить для оценки систематической ошибки, связанной-с временем наблюдения.
больше полярного радиуса на 50 миллионных долей. Из этих же измерений, а также из проделанных в І968 г. следует, что средняя яркость Солнца удивительно постоянна по его поверхности. Мы вовсе не пренебрегаем здесь мельчайшими гранулами, солнечными пятнами и факелами, но имеем лишь в виду, что при усреднении по всему сезону невозможно обнаружить различия в яркости между
"1-1-г
Ar=0,0U75"„
у
•Ф-. V"
-у
в Утренние часы (с 9 до /3)
-l-Иечерние часы 1 (с 13 до 16)
iiiiii
_1_I_I_L
J_L 64
II.- Сплюснутость Солнца и гравитация
полюсом и экватором. Это последнее обстоятельство играет важную роль при интерпретации наблюдений.
Как было замечено выше, форма Солнца определяется формой гравитационных эквипотенциальных поверхностей, когда другие поля, действующие на поверхность, пренебрежимо слабы [9]. С другой стороны, известно, что в поверхностных слоях Солнца существуют как магнитные поля, так и поля скоростей, и поэтому нужно выяснить, какова их роль. Деформация поверхностных слоев Солнца, обусловленная существующими там магнитными полями и полями скоростей, обычно сопровождается поверхностными аномалиями температуры. Можно показать, что изменить форму поверхности Солнца, не вызывая появления чрезмерных аномалий температуры, способны лишь весьма узкие классы полей [14]. Поэтому, если принять условие равномерного распределения яркости на поверхности Солнца, остается разрешенным лишь узкий класс полей. Все эти поля были детально исследованы, и мы пришли к выводу о неспособности наблюдаемых на поверхности Солнца полей вызвать сплюснутость, так что действительная сплюснутость Солнца должна быть следствием деформации его глубинной зоны. Как наблюдения, так и их истолкование — дело тонкое, и невозможно быть абсолютно уверенным в полной достоверности заключения, однако я весьма склонен ему доверять. Мне кажется крайне мало правдоподобным, чтобы интерпретация наблюдений оказалась неверной, но совсем другое дело — говорить о связи между сплюснутостью Солнца и структурой его гравитационного поля. Нам не удалось найти правдоподобных распределений полей на поверхности Солнца, которые могли бы вызвать такую деформацию, и я убежден, что наблюдаемая сплюснутость действительно отражает сплюснутость гравитационных эквипотенциальных поверхностей Солнца. Было бы, однако, ошибкой возвести это в догму, так как вопрос крайне сложен.
Ховард, Myp и Спигел [15] выдвинули возражение, сводящееся к тому, что Солнце не может обладать быстро вращающейся сердцевиной, так как момент количества движения быстро распространился бы наружу вследствие передачи момента количества движения потоками Экмана, благодаря которым, например, происходит быстрое замед- 65 II.- Сплюснутость Солнца и гравитация
