Lässt sich die Frage nach einer gravitativ beschleunigten Ladungsstrahlung experimentell prüfen?

Hier liegt ein Missverständnis vor.

ob eine frei fallende Ladung Photonen ausstrahlt, wie stark und relativ zu welchem ​​Bezugssystem sie ausstrahlt oder nicht

wenn Sie eine Ladung im freien Fall meinen.

In dieser Berechnung: , aus der Schlussfolgerung

Es stellt sich heraus, dass die „naive“ Schlussfolgerung aus dem Äquivalenzprinzip – dass eine frei fallende Ladung nicht strahlt und eine in einem Gravitationsfeld ruhende Ladung strahlt – eine korrekte Schlussfolgerung ist, und man sollte immer dann nach Strahlung suchen, wenn a Zwischen einer elektrischen Ladung und ihrem elektrischen Feld besteht eine Relativbeschleunigung. Das im Gravitationsfeld frei fallende elektrische Feld wird gegenüber der statischen Aufladung beschleunigt. Das Feld ist gekrümmt, und die Arbeit, die zur Überwindung der im gekrümmten Feld erzeugten Spannungskraft verrichtet wird, ist die Quelle der von der Strahlung getragenen Energie. Diese Arbeit wird vom Gravitationsfeld auf das elektrische Feld verrichtet, und die von der Strahlung getragene Energie wird auf Kosten der Gravitationsenergie des Systems erzeugt.

Kursiv von mir

Es ist also keine Ladung im freien Fall, die strahlt, sondern eine Ladung, die getragen und stationär ist. Eine experimentelle Messung der elektromagnetischen Strahlung einer stationären Ladung auf der Erde ist nicht möglich

a) weil die Gravitationskonstante so klein ist, dass jede Strahlung eine so kleine Energie hat, dass sie nicht nachgewiesen werden kann.

Schau dir die Formel an

was der Strahlungsleistung eines beschleunigten geladenen Teilchens entspricht (Larmor-Formel), wobei die Beschleunigung durch g ersetzt wird.

b) Anhäufung von Ladungen wie in Van-der-Graaff-Beschleunigern induzieren eine Reihe von elektromagnetischen Wechselwirkungen, die ausstrahlen, nicht zu vernachlässigen auch die Schwarzkörperstrahlung, sogar im Vakuum, und die elektromagnetische Kopplung ist um Größenordnungen größer als die Gravitation, die alle überschwemmen wird Signal

Nur bei kosmologischen Beobachtungen könnte man einen Beitrag von einem solchen Mechanismus benötigen, wie in der Abhandlung diskutiert:

Motz schlug vor, dass die riesige Strahlung, die von Quasaren ausgeht, durch Ladungen erzeugt werden könnte, die sich in den starken Gravitationsfeldern nahe der Oberfläche der Quasare befinden. Obwohl die aktuelle Erklärung für dieses Phänomen anders ist, kann die Strahlung von Ladungen, die sich in starken Gravitationsfeldern befinden, bei bestimmten kosmologischen Phänomenen immer noch eine Rolle spielen.

Bearbeiten Sie mit einigen weiteren Zitaten zur Verdeutlichung:

Eine frei fallende Ladung in einem gleichförmigen GF folgt in diesem System einer geodätischen Linie und unterliegt keiner äußeren Kraft. Das elektrische Feld der Ladung folgt ähnlichen Geodäten. Die Ladung und ihr Feld befinden sich beide im selben Bezugsrahmen, und in diesem Rahmen ist ihre relative Situation ähnlich der zwischen einer statischen Ladung und ihrem Feld in einem freien Raum. Zwischen der Ladung und ihrem elektrischen Feld besteht keine relative Beschleunigung, und wir schließen daraus, dass eine frei fallende Ladung nicht strahlt.

......

Das elektrische Feld einer Ladung, die im Labor in Ruhe gegen GF gehalten wird, scheint statisch zu sein, ist es aber nicht. Das elektrische Feld, das eine unabhängige physikalische Einheit ist, wird nicht von der Ladung getragen und fällt frei in das Gravitationsfeld. Es gibt eine relative Beschleunigung zwischen der Ladung und ihrem elektrischen Feld, das Feld ist gekrümmt (sowohl im Laborsystem als auch im frei fallenden System) und es existiert eine Spannungskraft zwischen der Ladung und ihrem Feld. Das (frei fallende) elektrische Feld folgt dem geodätisch geprägten Bezugssystem.

Die Kursivschrift (meine) erklärt den Unterschied zwischen der Ruhemasse und dem elektrischen Feld. Die Masse reagiert auf die Gravitationskraft, das Feld fällt frei.

Das elektrische Feld ist von der getragenen Ladung losgelöst und wird nicht wie die Ladung gegen die Schwerkraft getragen. Daher fällt das elektrische Feld im freien Fall und hat eine Beschleunigung g relativ zur getragenen Ladung. Im frei fallenden System, das ebenfalls eine Beschleunigung g relativ zur getragenen Ladung hat, wird die Ladung mit einer Beschleunigung g nach oben beschleunigt

Sie fahren fort, einen nicht verschwindenden Poynting-Vektor zu demonstrieren, dh elektromagnetische Strahlung.

Ich sehe es als den masse-/ladungstragenden Teil des Teilchens, der sich auf einem niedrigeren Gravitationsniveau niederlässt, wenn die Energie durch das verzerrte elektrische Feld abgestrahlt wird, und wie ich sagte, ist es ein sehr kleiner Effekt, der vielleicht für kosmologische Dimensionen von Bedeutung ist.

Ich denke, es kann experimentell getestet werden. Ohne Gravitationsfeld ist es möglich, EM-Strahlung von einer sich bewegenden Ladung zu detektieren: wenn der elektrische Einfluss der Ladung in einer Entfernung relativ zur Position der Ladung verzögert ist, wie es aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit von Störungen in der EM erwartet wird Feld, dann würde ich sagen, dass Strahlung erkannt wird.

Eine geladene Kugel könnte auf eine harte Platte fallen gelassen werden, sodass sie abprallt. Das Aufprallen würde "gezwitschert" und an Frequenz zunehmen, bis das Aufprallen aufhört. Die Frequenz wäre niedrig, vielleicht so niedrig wie ein paar hundert Hertz im Maximum. Dieses Signal sollte jedoch mit einem ausreichend empfindlichen Gerät nachweisbar sein.

Es gäbe drei mögliche Komponenten des Signals: eine, die im Moment des Aufpralls auftritt, wenn die Kugel beschleunigt wird, und zwei Komponenten, die der Aufwärtsbewegung und der Abwärtsbewegung entsprechen, die beide im freien Fall wären.

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob die beiden Arten von Signalen unterscheidbar wären, aber wenn man bedenkt, dass die Frequenz der Freifallkomponenten etwas unabhängig von den Details der kurzen Beschleunigung im Moment des Aufpralls wäre, vermute ich, dass die Komponenten dies könnten gesondert geprüft werden.

Zu testen, ob eine geladene Masse, die in einem Gravitationsfeld stationär ist, strahlt, ist viel schwieriger, weil es keine bestimmte Frequenz zu messen gäbe.

Die emittierten Photonen einer durch die Schwerkraft der Erde beschleunigten Ladung zu detektieren, scheint eine hoffnungslose Aufgabe zu sein, wenn man bedenkt, dass die Strahlungsleistung winzig ist (siehe Formel 9 in Annas Antwort). Aber wir können versuchen, die Tatsache auszunutzen, dass die Anzahl der emittierten Photonen immer divergiert , egal wie klein die Beschleunigung ist. Während sehr niederenergetische Photonen (sogenannte "weiche Photonen") nicht direkt nachgewiesen werden können, kann die Tatsache, dass solche Photonen emittiert wurden, indirekt durch Messung von Dekohärenzeffekten nachgewiesen werden.

Beispielsweise kann man erwägen, ein Interferenzexperiment mit zwei Schlitzen mit Elektronen durchzuführen, bei dem ein Schlitz über den anderen Schlitz gelegt wird. Elektronen auf Pfaden, die an einer Stelle auf dem Bildschirm enden, emittieren weiche Photonen, Pfade, die durch den oberen Schlitz verlaufen, tun dies etwas anders als Pfade, die durch den unteren Schlitz verlaufen. Der Zustand des elektromagnetischen Feldes ist für die beiden Pfade ähnlich, aber nicht genau gleich. Die Überlappung zwischen den beiden Zuständen hängt davon ab, wo das Elektron auf dem Bildschirm landet. Der quadrierte Modul dieser Funktion vervielfacht das Interferenzmuster, das Sie ohne diesen Effekt erhalten würden. Je größer der Abstand zwischen den beiden Schlitzen ist, desto größer wird dieser Dekohärenzeffekt aufgrund der Emission weicher Photonen sein.