Де Ситерови опити со двојни ѕвезди

Де Ситеров ефект — опишан од Вилем де Ситер во 1913 година (како и Даниел Фрост Комсток во 1910 година) и се користи за поддршка на специјалната теорија на релативноста против соперничката емисиона теорија од 1908 на Валтер Риц која претпоставува променлива брзина на светлина. Де Ситер покажал дека теоријата на Риц предвидува дека орбитите на двојните ѕвезди ќе бидат повеќе ексцентрични отколку константни со експериментот и со законите на механиката, сепак, резултатот од експериментот бил негативен. Ова било потврдено од Брехер во 1977 година, набљудувајќи го спектарот на рендгенските зраци. За други експерименти поврзани со специјалната релативност, видете тестови за специјалната релативност.

Ефект

Според едноставната емисиона теорија, светлината исфрлана од некој објект треба да се движи со брзина на светлината $c$ во однос на оддавачкото тело. Ако не постојат сложени влечни ефекти, тогаш се очекува светлината да се движи со истата брзина додека не дојде до набљудувачот. За тело што се движи директно кон (или од) набљудувачот во $v$m/s, тогаш оваа светлина ќе се очекува да продолжи да патува $(c+v)$ (или $(c-v)$) m/s во времето потребно да стигне до нас.

Во 1913 година, Вилем де Ситер тврдел дека ако ова е вистина, ѕвездата во системот со двојни ѕвезди обично би имала орбита што би предизвикала да има наизменични брзини на пристап и рецесија и светлината што била емитирана од различни делови од орбиталната патека би патувала кон нас со различни брзини. За блиската ѕвезда со мала орбитална брзина (или чија орбитална рамнина е речиси нормална на нашата линија на поглед), ова само може да ја направи ѕвездената орбита да изгледа непредвидлива, но ако ѕвездата е доволно далечна и се движи со доволно голема брзина (во одреден наклон спрема нас), „брзата“ светлина емитирана за време на пристапот ќе може да ја достигне, па дури и да ја надмине „бавната“ светлина која е емитирана порано за време на рецесивен дел од орбитата на ѕвездата, при што ѕвездата ќе изгледа измешана и без нормална патека. Тоа значи дека Кеплеровите закони за движењето очигледно ќе бидат прекршени за далечен набљудувач.

Де Ситер направил проучување на двојни ѕвезди и не нашол никакви случаи каде што пресметаните орбити на ѕвездите изгледаат не-Кеплерови. Бидејќи вкупната летна разлика помеѓу „брзите“ и „бавните“ светлосни сигнали би требало да се скалира линеарно со растојание во едноставната емисиона теорија, а студијата (статистички) би вклучила ѕвезди со разумен размер на растојанија, орбитални брзини и ориентации, Де Ситер заклучил дека ефектот би требало да се види доколку моделот е точен, а неговото отсуство би значело дека теоријата на емисија речиси сигурно не е точна.

Белешки

• Модерните експерименти на типот Де Ситер ја побиваат идејата дека светлината може да патува со брзина што делумно зависи од брзината на емитер (c'=c + kv), каде што брзината на емитер v може да биде позитивна или негативна, а k фактор помеѓу 0 и 1, означувајќи го степенот до кој брзината на светлината зависи од брзината на изворот. Де Ситер ја воспоставил горната граница на k < 0,002, но ефектите на истребување го прават тој резултат на сомнеж.
• Експериментот на Де Ситер бил критикуван поради исчезнувачките ефекти од Џ. Г. Фокс. Тоа е, за време на нивниот лет до Земјата, светлосните зраци би биле апсорбирани и повторно емитирани од меѓуѕвездената материја речиси во мирување во однос на Земјата, така што брзината на светлината треба да стане постојана во однос на Земјата, без оглед на движењето на оригинален извор (s).
• Во 1977 година, Кенет Бречер ги објавил резултатите од слично двојно истражување и дошол до сличен заклучок - дека сите очигледни неправилности во орбитите со двојна ѕвезда биле премногу мали за да ја поддржат теоријата на емисија. Спротивно на Де Ситер, тој го набљудува спектарот на рендгененските зраци, со што се елиминираат можните влијанија на ефектот на исчезнување. Тој воспоставил горна граница на $k<2\times 10^{-9}$.
• Исто така постојат и копнени експерименти кои зборуваат против такви теории, видете ги експериментите што ги испитуваат теориите за емисија.