Гравитационное замедление времени влечёт за собой ещё один эффект, названный эффектом Шапиро (также известный как гравитационная задержка сигнала).

Из-за этого эффекта в поле тяготения электромагнитные сигналы идут дольше, чем в отсутствие этого поля.

§История открытия

Впервые эффект был отмечен в 1964 году американским астрофизиком Ирвином Шапиро. Шапиро предложил эксперимент, в ходе которого радиоволны отражались от поверхности Венеры и Меркурия и возвращались на Землю. Вычисления Шапиро предсказывали, что при некотором расположении Земли, Солнца и Венеры ожидаемое время задержки сигнала в результате взаимодействия гравитационного поля Солнца будет порядка 200 микросекунд^[1].

Первые экспериментальные данные, полученные в 1966—1967 годах в обсерватории MIT, совпали с предсказаниями Шапиро^[2]. С тех пор поправки были подтверждены более точными экспериментами как в Солнечной системе, так и в компактных системах двойных звёзд.

§Вычисление задержки

§Вычисление задержки времени для света в поле точечной массы

Для сигнала, путешествующего вокруг точечной массы, задержка может быть вычислена по следующей формуле:

Здесь  — это единичный вектор, направленный от наблюдателя к источнику, а  — единичный вектор, направленный от наблюдателя к гравитирующей точке массы M.

Формула может быть переписана в другом виде:

,

где x — это эффективное увеличение пути света, а есть Радиус Шварцшильда.

§Примечания