الشكلية ما بعد النيوتونية ذات المعلمات

في الفيزياء ، تُعدّ الصيغة البارامترية لما بعد نيوتن، أو صيغة PPN ، نسخةً من تقريب ما بعد نيوتن لنظرية النسبية العامة ، وتتضمن معايير قابلة للتعديل. تُستخدم هذه الصيغة كأداة لمقارنة جاذبية أينشتاين غير الخطية بجاذبية نيوتن الأبسط في حالة ضعف مجال الجاذبية الناتج عن أجسام تتحرك ببطء مقارنةً بسرعة الضوء. عمومًا، يمكن تطبيق صيغة PPN على جميع نظريات الجاذبية المترية التي تُحقق فيها جميع الأجسام مبدأ تكافؤ أينشتاين . تبقى سرعة الضوء ثابتة في صيغة PPN، وتفترض أن موتر القياس متناظر دائمًا.

تقريبات ما بعد نيوتن

معادلات أينشتاين للجاذبية غير خطية ويصعب حلها حتى في أبسط الأنظمة. يُعيد توسيع ما بعد نيوتن كتابة المعادلات في سلسلة من الحدود المتناسبة مع قوة نسبة فيزيائية صغيرة. على سبيل المثال، نسبة سرعة المادة التي تُشكّل مجال الجاذبية،v{\displaystyle v}بسرعة الضوء ،ج{\displaystyle c}والتي يُطلق عليها في هذه الحالة بشكل أفضل سرعة الجاذبية . طالما أنv/ج1{\displaystyle v/c\ll 1}، المصطلحات في سلسلة ذات قوى مثل(v/ج)أنا{\displaystyle (v/c)^{i}}ستحتوي على عدد قليل من الحدود المهمة. سيكون الحد الأدنى هو قانون نيوتن للجاذبية الكونية . يسمح هذا بتقريب معادلات أينشتاين في حالة المجالات الضعيفة. يمكن إضافة حدود ذات رتب أعلى لزيادة الدقة، ولكن بالنسبة للمجالات القوية، قد يكون من الأفضل حل المعادلات الكاملة عدديًا.

تحديد المعلمات

تُعدّل صياغة ما بعد نيوتن المُعَلمة (PPN) معادلات ما بعد نيوتن الأساسية باستبدال المعاملات العددية بمعاملات قابلة للتعديل. وتُنتج القيم المختلفة لهذه المعاملات نظريات جاذبية مختلفة تُناسب ظروفًا مُختلفة. ومن الأمثلة على ذلك نماذج النظام الشمسي التي تستخدم كواكب جسيمية نقطية ، وأنظمة الكتل النقطية ذات الشحنة الكهربائية، والسوائل ذات الإجهادات غير المتجانسة. [ 1 ] : 99

مثال على الزمكان المتساوي الخواص الساكن

يعتمد نموذج بسيط للنظام الشمسي على جاذبية الشمس فقط ويتجاهل دورانها. في هذا الزمكان المتجانس والثابت ، تُقاس المسافات بالزمن الخاص باستخدام المقياس التالي: دs2=-أ(ر)دت2+ب(ر)در2+ر2دΩ2.{\displaystyle ds^{2}=-A(r)dt^{2}+B(r)dr^{2}+r^{2}d\Omega ^{2}.} هنار{\displaystyle r}هي المسافة من الشمس إلى كتلة اختبارية وت{\displaystyle t}يمثل الزمن الإحداثي لمراقب عند كتلة الاختبار. يمكن استنتاج طبيعة الدالتين A و B من خلال التحليل البُعدي والفيزيائي. يعتمد النظام ككل على كتلة الشمس M وثابت الجاذبية G ، في التركيبة GM . نسبة طاقة الوضع التثاقلية إلى كتلة السكون لجسيم الاختبار،(جيم/ج2ر)1،{\displaystyle (GM/c^{2}r)\ll 1,}صغيرة، لذا يمكن توسيع الدالتين في متسلسلة قوى لتلك النسبة الصغيرة: أ(ر)=1-2جيمج2ر+2(β-γ)(جيمج2ر)+...{\displaystyle A(r)=1-{\frac {2GM}{c^{2}r}}+2(\beta -\gamma ){\big (}{\frac {GM}{c^{2}r}}{\big )}+\dots }ب(ر)=1+2γ(جيمج2ر)+...{\displaystyle B(r)=1+2\gamma {\big (}{\frac {GM}{c^{2}r}}{\big )}+\dots } المعاييرβ{\displaystyle \beta }وγ{\displaystyle \gamma }كلاهما يساوي 1 في نظرية جاذبية أينشتاين. وتتوافق اختبارات النظام الشمسي للنسبية العامة مع هذه القيمة بدقة أفضل من جزء واحد من عشرة آلاف. تاريخيًا، تنبأت نظريات جاذبية أخرى بقيم مختلفة، لكن لم تتطابق أي منها مع الملاحظات. [ 2 ] : 310

تاريخ

أُجريت أولى عمليات تحديد معلمات تقريب ما بعد نيوتن على يد السير آرثر ستانلي إدينغتون عام 1922. إلا أنها اقتصرت على دراسة مجال الجاذبية في الفراغ خارج جسم كروي معزول. قام كين نوردتفيت (1968، 1969) بتوسيع هذا التقريب ليشمل سبعة معلمات في ورقتين بحثيتين نُشرتا عامي 1968 و1969. وفي عام 1971، قدّم كليفورد مارتن ويل وصفًا للمادة المستمرة والمُجهدة للأجرام السماوية.

تستند الإصدارات الموصوفة هنا إلى Wei-Tou Ni (1972) و Will و Nordtvedt (1972) و Charles W. Misner et al. (1973) (انظر كتاب الجاذبية ) و Will (1981، 1993) ولها عشرة معلمات.

ترميز بيتا دلتا

تُحدد عشرة معايير ما بعد نيوتنية سلوك النظرية في المجال الضعيف بشكل كامل. وقد شكّل هذا النموذج أداة قيّمة في اختبارات النسبية العامة . وفي تدوين ويل (1971)، وني (1972)، وميسنر وآخرون (1973)، تكون قيم هذه المعايير كما يلي:

γ{\displaystyle \gamma }ما مقدار انحناء الفضاءزأناج{\displaystyle g_{ij}}ينتج عن كتلة سكون وحدة
β{\displaystyle \beta }ما مقدار اللاخطية الموجودة في قانون التراكب للجاذبية؟ز٠٠{\displaystyle g_{00}}
β1{\displaystyle \beta _{1}}ما مقدار الجاذبية الناتجة عن وحدة طاقة حركية؟12ρ0v2{\displaystyle \textstyle {\frac {1}{2}}\rho _{0}v^{2}}
β2{\displaystyle \beta _{2}}ما مقدار الجاذبية التي تنتجها وحدة طاقة الوضع التثاقلية؟ρ0/يو{\displaystyle \rho _{0}/U}
β3{\displaystyle \beta _{3}}ما مقدار الجاذبية الناتجة عن وحدة طاقة داخلية؟ρ0Π{\displaystyle \rho _{0}\Pi }
β4{\displaystyle \beta _{4}}ما مقدار الجاذبية الناتجة عن وحدة الضغط؟ص{\displaystyle p}
ζ{\displaystyle \zeta }الفرق بين الطاقة الحركية الشعاعية والعرضية في الجاذبية
η{\displaystyle \eta }الفرق بين الإجهاد القطري والإجهاد العرضي الناتج عن الجاذبية
Δ1{\displaystyle \Delta _{1}}ما مقدار السحب الذي تتعرض له الأطر المرجعية العطالية؟ز0ج{\displaystyle g_{0j}}ينتج عن زخم الوحدةρ0v{\displaystyle \rho _{0}v}
Δ2{\displaystyle \Delta _{2}}الفرق بين الزخم القطري والزخم العرضي في سحب الأطر المرجعية العطالية

زμν{\displaystyle g_{\mu \nu }}هو موتر متري متناظر 4×4 ذو مؤشراتμ{\displaystyle \mu }وν{\displaystyle \nu } going from 0 to 3. Below, an index of 0 will indicate the time direction and indices i{\displaystyle i} and j{\displaystyle j} (going from 1 to 3) will indicate spatial directions.

In Einstein's theory, the values of these parameters are chosen (1) to fit Newton's Law of gravity in the limit of velocities and mass approaching zero, (2) to ensure conservation of energy, mass, momentum, and angular momentum, and (3) to make the equations independent of the reference frame. In this notation, general relativity has PPN parameters γ=β=β1=β2=β3=β4=Δ1=Δ2=1{\displaystyle \gamma =\beta =\beta _{1}=\beta _{2}=\beta _{3}=\beta _{4}=\Delta _{1}=\Delta _{2}=1} and ζ=η=0.{\displaystyle \zeta =\eta =0.}

Alpha-zeta notation

In the more recent notation of Will & Nordtvedt (1972) and Will (1981, 1993, 2006) a different set of ten PPN parameters is used.

γ=γ{\displaystyle \gamma =\gamma }
β=β{\displaystyle \beta =\beta }
α1=7Δ1+Δ24γ4{\displaystyle \alpha _{1}=7\Delta _{1}+\Delta _{2}-4\gamma -4}
α2=Δ2+ζ1{\displaystyle \alpha _{2}=\Delta _{2}+\zeta -1}
α3=4β12γ2ζ{\displaystyle \alpha _{3}=4\beta _{1}-2\gamma -2-\zeta }
ζ1=ζ{\displaystyle \zeta _{1}=\zeta }
ζ2=2β+2β23γ1{\displaystyle \zeta _{2}=2\beta +2\beta _{2}-3\gamma -1}
ζ3=β31{\displaystyle \zeta _{3}=\beta _{3}-1}
ζ4=β4γ{\displaystyle \zeta _{4}=\beta _{4}-\gamma }
ξ{\displaystyle \xi } is calculated from 3η=12β3γ9+10ξ3α1+2α22ζ1ζ2{\displaystyle 3\eta =12\beta -3\gamma -9+10\xi -3\alpha _{1}+2\alpha _{2}-2\zeta _{1}-\zeta _{2}}

The meaning of these is that α1{\displaystyle \alpha _{1}}, α2{\displaystyle \alpha _{2}} and α3{\displaystyle \alpha _{3}} measure the extent of preferred frame effects. ζ1{\displaystyle \zeta _{1}}, ζ2{\displaystyle \zeta _{2}}, ζ3{\displaystyle \zeta _{3}}, ζ4{\displaystyle \zeta _{4}} and α3{\displaystyle \alpha _{3}} measure the failure of conservation of energy, momentum and angular momentum.

In this notation, general relativity has PPN parameters

γ=β=1{\displaystyle \gamma =\beta =1} and α1=α2=α3=ζ1=ζ2=ζ3=ζ4=ξ=0{\displaystyle \alpha _{1}=\alpha _{2}=\alpha _{3}=\zeta _{1}=\zeta _{2}=\zeta _{3}=\zeta _{4}=\xi =0}

The mathematical relationship between the metric, metric potentials and PPN parameters for this notation is:

g00=1+2U2βU22ξΦW+(2γ+2+α3+ζ12ξ)Φ1+2(3γ2β+1+ζ2+ξ)Φ2 +2(1+ζ3)Φ3+2(3γ+3ζ42ξ)Φ4(ζ12ξ)A(α1α2α3)w2U α2wiwjUij+(2α3α1)wiVi+O(ϵ3){\displaystyle {\begin{matrix}g_{00}=-1+2U-2\beta U^{2}-2\xi \Phi _{W}+(2\gamma +2+\alpha _{3}+\zeta _{1}-2\xi )\Phi _{1}+2(3\gamma -2\beta +1+\zeta _{2}+\xi )\Phi _{2}\\\ +2(1+\zeta _{3})\Phi _{3}+2(3\gamma +3\zeta _{4}-2\xi )\Phi _{4}-(\zeta _{1}-2\xi )A-(\alpha _{1}-\alpha _{2}-\alpha _{3})w^{2}U\\\ -\alpha _{2}w^{i}w^{j}U_{ij}+(2\alpha _{3}-\alpha _{1})w^{i}V_{i}+O(\epsilon ^{3})\end{matrix}}}
g0i=12(4γ+3+α1α2+ζ12ξ)Vi12(1+α2ζ1+2ξ)Wi12(α12α2)wiUα2wjUij+O(ϵ52){\displaystyle g_{0i}=-\textstyle {\frac {1}{2}}(4\gamma +3+\alpha _{1}-\alpha _{2}+\zeta _{1}-2\xi )V_{i}-\textstyle {\frac {1}{2}}(1+\alpha _{2}-\zeta _{1}+2\xi )W_{i}-\textstyle {\frac {1}{2}}(\alpha _{1}-2\alpha _{2})w^{i}U-\alpha _{2}w^{j}U_{ij}+O(\epsilon ^{\frac {5}{2}})}
gij=(1+2γU)δij+O(ϵ2){\displaystyle g_{ij}=(1+2\gamma U)\delta _{ij}+O(\epsilon ^{2})}

where repeated indexes are summed. ϵ{\displaystyle \epsilon } is on the order of potentials such as U{\displaystyle U}, the square magnitude of the coordinate velocities of matter, etc. wi{\displaystyle w^{i}} is the velocity vector of the PPN coordinate system relative to the mean rest-frame of the universe. w2=δijwiwj{\displaystyle w^{2}=\delta _{ij}w^{i}w^{j}} is the square magnitude of that velocity. δij=1{\displaystyle \delta _{ij}=1} if and only if i=j{\displaystyle i=j}, 0{\displaystyle 0} otherwise.

There are ten metric potentials, U{\displaystyle U}, Uij{\displaystyle U_{ij}}, ΦW{\displaystyle \Phi _{W}}, A{\displaystyle A}, Φ1{\displaystyle \Phi _{1}}, Φ2{\displaystyle \Phi _{2}}, Φ3{\displaystyle \Phi _{3}}, Φ4{\displaystyle \Phi _{4}}, Vi{\displaystyle V_{i}} and Wi{\displaystyle W_{i}}, one for each PPN parameter to ensure a unique solution. 10 linear equations in 10 unknowns are solved by inverting a 10 by 10 matrix. These metric potentials have forms such as:

U(x,t)=ρ(x,t)|xx|d3x{\displaystyle U(\mathbf {x} ,t)=\int {\rho (\mathbf {x} ',t) \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}

which is simply another way of writing the Newtonian gravitational potential,

Uij=ρ(x,t)(xx)i(xx)j|xx|3d3x{\displaystyle U_{ij}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)(x-x')_{i}(x-x')_{j} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|^{3}}d^{3}x'}
ΦW=ρ(x,t)ρ(x,t)(xx)i|xx|3((xx)i|xx|(xx)i|xx|)d3xd3x{\displaystyle \Phi _{W}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)\rho (\mathbf {x} '',t)(x-x')_{i} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|^{3}}\left({(x'-x'')^{i} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}-{(x-x'')^{i} \over |\mathbf {x} '-\mathbf {x} ''|}\right)d^{3}x'd^{3}x''}
A=ρ(x,t)(v(x,t)(xx))2|xx|3d3x{\displaystyle A=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)\left(\mathbf {v} (\mathbf {x} ',t)\cdot (\mathbf {x} -\mathbf {x} ')\right)^{2} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|^{3}}d^{3}x'}
Φ1=ρ(x,t)v(x,t)2|xx|d3x{\displaystyle \Phi _{1}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)\mathbf {v} (\mathbf {x} ',t)^{2} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}
Φ2=ρ(x,t)U(x,t)|xx|d3x{\displaystyle \Phi _{2}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)U(\mathbf {x} ',t) \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}
Φ3=ρ(x,t)Π(x,t)|xx|d3x{\displaystyle \Phi _{3}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)\Pi (\mathbf {x} ',t) \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}
Φ4=p(x,t)|xx|d3x{\displaystyle \Phi _{4}=\int {p(\mathbf {x} ',t) \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}
Vi=ρ(x,t)v(x,t)i|xx|d3x{\displaystyle V_{i}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)v(\mathbf {x} ',t)_{i} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|}d^{3}x'}
Wi=ρ(x,t)(v(x,t)(xx))(xx)i|xx|3d3x{\displaystyle W_{i}=\int {\rho (\mathbf {x} ',t)\left(\mathbf {v} (\mathbf {x} ',t)\cdot (\mathbf {x} -\mathbf {x} ')\right)(x-x')_{i} \over |\mathbf {x} -\mathbf {x} '|^{3}}d^{3}x'}

where ρ{\displaystyle \rho } is the density of rest mass, Π{\displaystyle \Pi } is the internal energy per unit rest mass, p{\displaystyle p} is the pressure as measured in a local freely falling frame momentarily comoving with the matter, and v{\displaystyle \mathbf {v} } is the coordinate velocity of the matter.

Stress-energy tensor for a perfect fluid takes form

T00=ρ(1+Π+v2+2U){\displaystyle T^{00}=\rho (1+\Pi +\mathbf {v} ^{2}+2U)}
T0i=ρ(1+Π+v2+2U+p/ρ)vi{\displaystyle T^{0i}=\rho (1+\Pi +\mathbf {v} ^{2}+2U+p/\rho )v^{i}}
Tij=ρ(1+Π+v2+2U+p/ρ)vivj+pδij(12γU){\displaystyle T^{ij}=\rho (1+\Pi +\mathbf {v} ^{2}+2U+p/\rho )v^{i}v^{j}+p\delta ^{ij}(1-2\gamma U)}

How to apply PPN

Examples of the process of applying PPN formalism to alternative theories of gravity can be found in Will (1981, 1993). It is a nine step process:

  • Step 1: Identify the variables, which may include: (a) dynamical gravitational variables such as the metric gμν{\displaystyle g_{\mu \nu }}, scalar field ϕ{\displaystyle \phi }, vector field Kμ{\displaystyle K_{\mu }}, tensor field Bμν{\displaystyle B_{\mu \nu }} and so on; (b) prior-geometrical variables such as a flat background metric ημν{\displaystyle \eta _{\mu \nu }}, cosmic time function t{\displaystyle t}, and so on; (c) matter and non-gravitational field variables.
  • Step 2: Set the cosmological boundary conditions. Assume a homogeneous isotropic cosmology, with isotropic coordinates in the rest frame of the universe. A complete cosmological solution may or may not be needed. Call the results gμν(0)=diag(c0,c1,c1,c1){\displaystyle g_{\mu \nu }^{(0)}=\operatorname {diag} (-c_{0},c_{1},c_{1},c_{1})}, ϕ0{\displaystyle \phi _{0}}, Kμ(0){\displaystyle K_{\mu }^{(0)}}, Bμν(0){\displaystyle B_{\mu \nu }^{(0)}}.
  • Step 3: Get new variables from hμν=gμνgμν(0){\displaystyle h_{\mu \nu }=g_{\mu \nu }-g_{\mu \nu }^{(0)}}, with ϕϕ0{\displaystyle \phi -\phi _{0}}, KμKμ(0){\displaystyle K_{\mu }-K_{\mu }^{(0)}} or BμνBμν(0){\displaystyle B_{\mu \nu }-B_{\mu \nu }^{(0)}} if needed.
  • الخطوة 4: استبدل هذه الصيغ في معادلات المجال، مع الاحتفاظ فقط بالحدود الضرورية للحصول على حل نهائي متسق لـحμν{\displaystyle h_{\mu \nu }}استبدل موتر الإجهاد السائل المثالي بمصادر المادة.
  • الخطوة 5: حل لإيجادح٠٠{\displaystyle h_{00}}ليا(2){\displaystyle O(2)}وبافتراض أن هذا يؤول إلى الصفر بعيدًا عن النظام، نحصل على الشكل التاليح٠٠=2αيو{\displaystyle h_{00}=2\alpha U}أينيو{\displaystyle U}هو جهد الجاذبية النيوتوني وα{\displaystyle \alpha }قد تكون دالة معقدة تتضمن "ثابت" الجاذبية.جي{\displaystyle G}يأخذ المقياس النيوتني الشكل التالي:ز٠٠=-ج0+2αيو{\displaystyle g_{00}=-c_{0}+2\alpha U}،ز0ج=0{\displaystyle g_{0j}=0}،زأناج=دلتاأناجج1{\displaystyle g_{ij}=\delta _{ij}c_{1}}اعمل بوحدات يكون فيها "ثابت" الجاذبية المقاس اليوم بعيدًا عن المادة الجاذبة يساوي واحدًا، لذا حددجيتoدأy=α/ج0ج1=1{\displaystyle G_{\mathrm {today} }=\alpha /c_{0}c_{1}=1}.
  • الخطوة 6: من النسخ الخطية لمعادلات المجال، قم بحل المعادلة التالية:حأناج{\displaystyle h_{ij}}ليا(2){\displaystyle O(2)}وح0ج{\displaystyle h_{0j}}ليا(3){\displaystyle O(3)}.
  • الخطوة 7: حل لإيجادح٠٠{\displaystyle h_{00}}ليا(4){\displaystyle O(4)}هذه هي الخطوة الأكثر تعقيداً، إذ تتضمن جميع اللاخطية في معادلات المجال. كما يجب توسيع موتر الإجهاد والطاقة إلى رتبة كافية.
  • الخطوة 8: التحويل إلى إحداثيات شبه ديكارتية محلية وإلى مقياس PPN القياسي.
  • الخطوة 9: بمقارنة النتيجة لـزμν{\displaystyle g_{\mu \nu }}باستخدام المعادلات المعروضة في PPN مع معلمات ألفا زيتا ، اقرأ قيم معلمات PPN.

مقارنات بين نظريات الجاذبية

يمكن العثور على جدول يقارن معلمات PPN لـ 23 نظرية للجاذبية في بدائل النسبية العامة#معلمات ما بعد نيوتن البارامترية لمجموعة من النظريات .

يمكن تصنيف معظم النظريات المترية للجاذبية إلى فئات. تشمل النظريات القياسية للجاذبية النظريات المسطحة المطابقة والنظريات الطبقية ذات الشرائح المكانية المتعامدة زمنيًا.

في النظريات المسطحة المطابقة، مثل نظرية نوردستروم للجاذبية، يُعطى المقياس بواسطةز=وη{\displaystyle \mathbf {g} =f{\boldsymbol {\eta }}}وبالنسبة لهذا المقياسγ=-1{\displaystyle \gamma =-1}وهو ما يتعارض بشكل كبير مع الملاحظات. في النظريات الطبقية مثل نظرية يلماز للجاذبية، يُعطى المقياس بواسطةز=و1دتدت+و2η{\displaystyle \mathbf {g} =f_{1}\mathbf {d} t\otimes \mathbf {d} t+f_{2}{\boldsymbol {\eta }}}وبالنسبة لهذا المقياسα1=-4(γ+1){\displaystyle \alpha _{1}=-4(\gamma +1)}وهذا يتعارض أيضاً بشكل كبير مع الملاحظات.

وهناك فئة أخرى من النظريات وهي النظريات شبه الخطية مثل نظرية وايتهيد للجاذبية .ξ=β{\displaystyle \xi =\beta }تعتمد المقادير النسبية لتوافقيات مد وجزر الأرض علىξ{\displaystyle \xi }وα2{\displaystyle \alpha _{2}}وتُظهر القياسات أن النظريات شبه الخطية لا تتفق مع ملاحظات المد والجزر على الأرض.

هناك فئة أخرى من النظريات المترية وهي نظرية القياس الثنائي . بالنسبة لجميع هذهα2{\displaystyle \alpha _{2}}وهي قيمة غير صفرية. ومن خلال ترنح دوران الشمس، نعلم أنα2<4×10-7{\displaystyle \alpha _{2}<4\times 10^{-7}}وهذا يستبعد فعلياً النظريات ثنائية القياس.

هناك فئة أخرى من النظريات المترية وهي نظريات القياس-الموتر ، مثل نظرية برانز-ديك . بالنسبة لجميع هذه النظريات،γ=1+ω2+ω{\displaystyle \gamma =\textstyle {\frac {1+\omega }{2+\omega }}}حدγ-1<2.3×10-5{\displaystyle \gamma -1<2.3\times 10^{-5}}هذا يعني أنω{\displaystyle \omega }سيكون حجمها كبيرًا جدًا، لذا تبدو هذه النظريات أقل احتمالًا مع تحسن دقة التجارب.

أما الفئة الرئيسية الأخيرة من نظريات القياس فهي نظريات المتجهات والموترات. وفي جميع هذه النظريات، يتغير "الثابت" الجاذبي مع الزمن.α2{\displaystyle \alpha _{2}}وهي قيمة غير صفرية. تُقيّد تجارب قياس المسافة بالليزر على سطح القمر بدقة تغير "ثابت" الجاذبية مع الزمن وα2<4×10-7{\displaystyle \alpha _{2}<4\times 10^{-7}}لذا تبدو هذه النظريات غير محتملة أيضاً.

هناك بعض النظريات المترية للجاذبية التي لا تتناسب مع الفئات المذكورة أعلاه، ولكنها تعاني من مشاكل مماثلة.

الدقة من الاختبارات التجريبية

حدود معلمات PPN من Will (2006) و Will (2014)

المعلمةمرتبط بالآثارتجربة
γ-1{\displaystyle \gamma -1}2.3 × 10 −5تأخير زمني، انحراف الضوءتتبع كاسيني
β-1{\displaystyle \beta -1}8 × 10 −5انزياح نقطة الحضيضانزياح نقطة الحضيض
β-1{\displaystyle \beta -1}2.3 × 10 −4تأثير نوردتفيت بافتراضηشمال=4β-γ-3{\displaystyle \eta _{N}=4\beta -\gamma -3}تأثير نوردتفيت
ξ{\displaystyle \xi }4 × 10 −9ترنح الدورانالنجوم النابضة ذات الثواني الملي ثانية
α1{\displaystyle \alpha _{1}}1 × 10 −4الاستقطاب المداريتحديد المدى بالليزر القمري
α1{\displaystyle \alpha _{1}}4 × 10 −5الاستقطاب المداريPSR J1738+0333
α2{\displaystyle \alpha _{2}}2 × 10 −9ترنح الدورانالنجوم النابضة ذات الثواني الملي ثانية
α3{\displaystyle \alpha _{3}}4 × 10 −20التسارع الذاتيإحصائيات تباطؤ دوران النجوم النابضة
ηشمال{\displaystyle \eta _{N}}9 × 10-4تأثير نوردتفيتتحديد المدى بالليزر القمري
ζ1{\displaystyle \zeta _{1}}0.02حدود PPN المجمعة
ζ2{\displaystyle \zeta _{2}}4 × 10−5 ‍ †تسارع النجوم النابضة الثنائيةPSR 1913+16
ζ3{\displaystyle \zeta _{3}}1 × 10-8قانون نيوتن الثالثالتسارع القمري
ζ4{\displaystyle \zeta _{4}}0.006 ‍ ‡تجربة كروزر

ويل، سي إم (10 يوليو 1992). "هل الزخم محفوظ؟ اختبار في النظام الثنائي PSR 1913 + 16". رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية . 393 (2): L59–L61. رمز Bibcode : 1992ApJ...393L..59W . doi : 10.1086/186451 . ISSN 0004-637X .  بناءً على6ζ4=3α3+2ζ1-3ζ3{\displaystyle 6\zeta _{4}=3\alpha _{3}+2\zeta _{1}-3\zeta _{3}}من ويل (1976، 2006). من الممكن نظريًا أن يتجاوز نموذج بديل للجاذبية هذا الحد، وفي هذه الحالة يكون الحد هو|ζ4|<0.4{\displaystyle |\zeta _{4}|<0.4}من ني (1972).

انظر أيضاً

مراجع

  1. ويل، كليفورد م.، محرر (1993)، "الصيغة البارامترية لما بعد نيوتن" ، النظرية والتجربة في فيزياء الجاذبية ، كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج، ص 86-115 ، doi : 10.1017/CBO9780511564246.006 ، ISBN  978-0-511-56424-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مارس 2026
  2. زي، أ. (2013). جاذبية أينشتاين باختصار . باختصار. برينستون: مطبعة جامعة برينستون. ISBN 978-0-691-14558-7.