Гравитация. От хрустальных сфер до кротовых нор (Петров) - страница 121
То, что векторы электрического поля E и индукции магнитного поля B ортогональны между собой и вместе ортогональны направлению распространения означает, что электромагнитная волна – поперечная. В вакууме скорость распространения v = c.
Кроме описанной «одиночной» волны, решение уравнений Максвелла допускает еще одну волну, распространяющуюся одновременно с первой и в противофазе с ней. Векторы электрического поля и индукции магнитного поля второй волны перпендикулярны соответствующим векторам первой волны. Поэтому, в общем случае, говорят, что электромагнитная волна имеет две поляризации.
Рис. 10.1. Диполь Герца
А как генерируются электромагнитные волны? Оказывается, они возбуждаются только ускоренно движущимися зарядами. Постоянный ток, при котором носители заряда движутся с неизменной скоростью, не является источником электромагнитных волн.
Простейшей системой, излучающей электромагнитные волны, является электрический диполь – система с двумя зарядами разных знаков q, разнесенных на расстояние l (рис. 10.1). Если дипольный момент такой системы p(t) = q(t)l изменяется, то мощность электромагнитного излучения пропорциональна квадрату его второй производной по времени (т. е. ускорению).
В радиотехнике диполь Герца эквивалентен небольшой антенне, размер которой много меньше длины волны λ. В современной радиотехнике излучение электромагнитных волн производится с помощью антенн различных конструкций, в которых возбуждаются быстропеременные токи.
Описание гравитационных волн
Термин «гравитационные волны» ввел сам Эйнштейн вместе с публикацией ОТО. Немного позднее он опубликовал еще одну статью, уточняющую заявление о гравитационных волнах. Точно так же, как и в электродинамике, должно быть излучение, которое может оторваться от источника и существовать независимо, распространяясь со скоростью света. Только мощность этого излучения в обычных условиях должна быть чрезвычайно малой.
Как можно прийти к выводу о существовании гравитационных волн наиболее простым способом? Рассмотрим метрику g>ab какого-либо пространства-времени. Предположим, что она незначительно отличается от метрики пространства Минковского. Напомним, что последняя в лоренцевых координатах представлена диагональной матрицей η