Hafeleův–Keatingův experiment

Hafeleův-Keatingův experiment byl pokus o ověření teorie relativity. Provedli jej v říjnu 1971 Američané Joseph Hafele a Richard Keating. Pokus spočíval v letu kolem světa po a proti směru otáčení Země. Výzkumníci cestovali běžnými linkovými lety s césiovými hodinami, jejichž údaj porovnali s údajem hodin United States Naval Observatory. Výsledek publikovali v roce 1972 v časopise Science^[1].^[2] Experiment byl zopakován u příležitosti 25. výročí jeho prvního provedení.

Rovnice

Jedny z césiových hodin HP 5061A použitých při Hafeleově-Keatingově experimentu.

Rovnice, které byly pro vysvětlení experimentu použity:

Celková dilatace času

${\displaystyle \mathrm {T} =\Delta \tau _{v}+\Delta \tau _{g}+\Delta \tau _{s}}$

Vliv rychlosti podle speciální teorie relativity

${\displaystyle \Delta \tau _{v}=-{\frac {1}{2c^{2}}}\sum _{i=1}^{k}v_{i}^{2}\Delta \tau _{i}}$

Vliv gravitace podle obecné teorie relativity

${\displaystyle \Delta \tau _{g}={\frac {g}{c^{2}}}\sum _{i=1}^{k}(h_{i}-h_{0})\Delta \tau _{i}}$

Sagnacův efekt

${\displaystyle \Delta \tau _{s}=-{\frac {\omega }{c^{2}}}\sum _{i=1}^{k}R_{i}^{2}cos^{2}\phi _{i}\Delta \lambda _{i}}$

kde h = výška, v = rychlost, ${\displaystyle \omega }$ = zemská rotace τ_i = doby jednotlivých úseků letu.

Efekty jednotlivých částí letu byly počítány samostatně a sečteny, protože parametry letů byly různé.

Výsledky

	posuv v nanosekundách
	spočítáno			naměřeno
	gravitace (obecná relativita)	rychlost (speciální relativita)	celkem
východní směr	144±14	−184 ± 18	−40 ± 23	−59 ± 10
západní směr	179±18	96±10	275±21	273±7

Podle klasické (nerelativistické) fyziky by byl čas společný pro všechny uvažované soustavy, takže by všechny v tabulce uvedené hodnoty měly být nulové: 0 ns.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Hafele-Keating experiment na anglické Wikipedii.

1. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/177/4044/166
2. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/177/4044/168

Externí odkazy