GEM, genel görelilikten önce, 1893’te ilk kez
Oliver Heaviside tarafından yayımlanmış olup, zamanla çok az değişikliğe
uğramıştır.
Kütle çekimsel magnetizma, özellikle kütle çekiminin
kinetik etkilerini belirtmek için kullanılır; hareketli elektrik yükünün magnetik
etkilerinin benzeridir. GEM, yalıtılmış sistemlerden uzakta olduğunda ve yavaş
hareket eden deney partiküllerinde daha geçerli ve doğrudur.
Gravity Probe B ile gravito magnetizmanın doğrulanmasını gösteren
diyagram
Kütle çekimin yeniden denklendirimlenmesi genel görelilik tarafından, gözlemci çerçevesinde serbest hareket eden eylemsiz cisimlerden farklı olarak tanımlanmıştır. Bu alan elektromgnetizmadaki elektrik ve magnetik alanın birleşimi olarak tarif edilebilir ve kütle çekimsel elektrik ve kütle çekimsel magnetik olarak adlandırılır.
Dönen büyük cisimin yakınında hareket eden
cisim ivme kazanır, ancak bu Newton mekaniğinin açıklayadığı bir ivme değildir;
kütle çekimsel magnetik alanın sonucu, dönen büyük cismin yakınındaki hareketli
cismin bir ivme kazanmasıdır. Düşen cismin uyarılmış dönüşü ve dönen cismin
devinmesi gibi göze çarpmayan öngörüler genel görelilikte en az test edilen temel
öngörüleridir.
Kütle çekimsel magnetik etkinin dolaylı
doğrulamaları göreli jetlerin nicel çözümlenimiyle türetilmiştir. Roger Penrose
dönen karadelikler için momentum ve enerjinin de olduğu çerçeve (frame)-direnç
mekanizması önermiştir. Kay Williams, Penrose mekanizmasını doğrulayan bir
ispatlama yöntemi geliştirmiştir. Reva Kay Williams’ın modeli Lense Thirring
etkisinin gözlemlenen yüksek enerjilerini, kuasarların fosfor ışısını ve aktif
galaktik çekirdeğin kutupsal bir eksende paralelleştirilebileceğini
göstermiştir. Bu gözlemlenen özelliklerin hepsi kütle çekimsel magnetik etkinin
terimleri olarak açıklanabilir. Williams’ın Penrose mekanizması uygulamaları
her boydaki karadeliğe uygulanabilir.
Eşitlikler
Genel göreliliğe göre, dönen cisimlerin
oluşturduğu kütle çekim alanı, eşitliklerle tanımlandığında klasik elektromagnetizma
ile aynıdır. Genel göreliliğin temel eşitliği Einstein’ın alan eşitliğinden
başlandığında ve zayıf kütle çekimsel alanın düz uzayında kütle çekim GEM
eşitliklerine türevlenerek Maxwell’in elektromagnetizma eşitlikleri ile (SI
birimlerinde) kıyaslanabilir.
GEM eşitlikleri
|
Maxwell eşitlikleri
|
Ñ Eg = -4 p G rg
|
Ñ E = r / e0
|
Ñ Bg = 0
|
Ñ B = 0
|
Ñ Eg = - (¶Bg / ¶t)
|
Ñ E = - (¶B / ¶t)
|
Ñ Bg = 4 [(- 4pG / c2)Jg
+ 1/c2 ¶Eg / ¶t)]
|
Ñ B = (1/e0c2)J + 1/c2 ¶E / ¶t
|
Eg:
durgun kütle çekim alandır m⋅s−2; E: elektrik alanı
Bg:
kütle çekimsel magnetik alan s−1; B: magnetik alan
rg: kütle yoğunluğu kg⋅m−3; ρ: yük yoğunluğu
Jg:
kütlenin akım yoğunluğu ya da kütle akısı (Jg = ρgvρ, burada, vρ
kütle çekimsel magnetik alandaki kütlenin akış hızı) kg⋅m−2⋅s−1
J:
elektrik akım yoğunluğu; G: kütle
çekim sabiti m³⋅kg−1⋅s−2
e0:
boşluğun elektriksel geçirgenliği; c: yerçekiminin yayılma hızı (genel görelilikteki
ışık hızına eşittir.) m⋅s−1
6 Ağustos 2019
GERİ
(yasalar)
GERİ
(astrofizik)
GERİ
(gravitasyon ve görelilik)
GERİ
(gravitomagnetizma)
