An assessment of the measurement of the Lense-Thirring effect in the Earth gravity field, in reply to: ``On the measurement of the Lense-Thirring effect using the nodes of the LAGEOS satellites, in reply to ``On the reliability of the so far performed tests for measuring the Lense-Thirring effect with the LAGEOS satellites'' by L. Iorio,'' by I. Ciufolini and E. Pavlis
在本文中,我们回答最近的索赔Ciufolini和Pavlis的某些方面的测量的广义相对论性透镜-Thirring效应在地球的引力场。I)这些作者提出的建议是,利用具有某种补偿非重力扰动的主动机制的现有卫星作为改进目前正在进行的Lense-Thirring试验的替代战略,这是不可行的,因为地球位的未取消的偶纬向谐波和某些随时间变化的潮汐扰动的影响。II)结果表明,他们对使用现有高度计Jason-1和激光测距Ajisai卫星的可能性的批评是没有根据的。III)Ciufolini和Pavlis还声称,我们会明确建议使用LAGEOS卫星的平均异常,以提高Lense-Thirrring测试的准确性。我们证明它是假的。关于LAGEOS卫星的平均异常,Ciufolini本人在以前发表的一些测试中确实使用了这样的轨道要素。关于LAGEOS卫星进行的最新试验,IV)我们讨论了倾角误差和第一偶次带谐波之间的交叉耦合,这是影响它的另一个可能的系统误差源,并增加了9%的偏差。V)最后,我们强调了关于该测试中使用的两节点LAGEOS-LAGEOS II组合的起源的说法的弱点。
2006-09-07 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
The impact of the new CHAMP and GRACE Earth gravity models on the measurement of the general relativistic Lense--Thirring effect with the LAGEOS and LAGEOS II satellites
在广义相对论预言的实验粒子轨道运动的效应中,后牛顿引力磁透镜-瑟林效应是非常有趣的,到目前为止,还没有一个无可争议的实验直接测试它。对现有LAGEOS和LAGEOS II大地测量卫星轨道的数据分析,对Lense进行了测试,口渴效果,声称准确率为20%-30%。根据一些科学家的说法,这样的估计可能是乐观的。在这里,我们希望讨论的改进,在可靠性的评估系统误差和减少其幅度,由于新的CHAMP和GRACE地球重力模型,在这种测量。
2003-11-11 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Some comments about a recent paper on the measurement of the general relativistic Lense-Thirring effect in the gravitational field of the Earth with the laser-ranged LAGEOS and LAGEOS II satellites
本文对最近发表的关于地球引力场中广义相对论性Lense-Thirring测量的论文中所用的观测量作了一些评论。事实证明,除其他事项外,作者可能已经产生了一个乐观的评价的误差预算,因为低估了长期变化的影响,甚至纬向谐波的地球位。更现实的评估指出,在1-3sigma水平下,分别有15-45%的误差。
2004-10-29 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
How accurate is the cancelation of the first even zonal harmonic of the geopotential in the present and future LAGEOS-based Lense-Thirring tests?
用LAGEOS型激光测距卫星在地球引力场中进行或提出的广义相对论Lense-Thirring效应的实验,迄今所遵循的策略是消除由第一偶纬向谐波系数J_(?)2的多极展开的牛顿部分的地球引力位的适当设计的线性组合的手段,多个航天器的节点Ω。实际上,这种去除确实取决于所采用的组合的系数可以实际已知的精度。在LAGEOS和LAGEOS II的半长轴a上取2厘米量级的不确定度,在倾角I上取0.5毫角秒量级的不确定度,将其代入到目前为止所使用的节点组合的系数c_1的表达式中,得到的不确定度δc_1 = 1.30 10^-8。它给出了一个不完全抵消的J_2信号,其值为10.8毫角秒/年,相当于Lense-Thirring特征的23%。在倾角为10-30微弧秒量级时,δc_1=7.9 × 10^-9,这相当于每年6.5毫弧秒的未被抵消的J_2信号,也就是兰斯-蒂林信号的14%。对于未来的LAGEOS-LAGEOSII-LARES组合,如果系数为k_1和k_2,则α的不确定度和I的不确定度与以前一样,不确定度δk_1=1.1 × 10^-8,δk_2=2 × 10^-9;这意味着J_2的剩余组合岁差为每年14.7毫角秒,相当于兰斯-瑟林趋势的29%。在约10微弧秒的水平上,倾角的不抵消给出δk_1=5 × 10^-9,δk_2 = 2 × 10^-9;未抵消的J_2效应为7.9毫弧秒/年,即相对论…
2011-02-03 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Conservative evaluation of the uncertainty in the LAGEOS-LAGEOS II Lense-Thirring test
我们处理的测试的广义相对论重力磁透镜-Thirring效应目前正在进行的地球的引力场的组合节点Ω的激光测距测地卫星LAGEOS和LAGEOS II。相对于Lense-Thirring特征,LAGEOS卫星轨道系统不确定性的最重要来源之一是由于地球重力位多极展开的偶纬向谐波系数J_L引起的偏差,该系数J_L解释了地球重力位周日自转的离心效应引起的地球重力位球形度的偏离。这里要解决的问题是:到目前为止发表的这种系统误差的评估是可靠的和现实的?答案是否定的。实际上,如果在不同的整体解中估计的偶环带之间的差ΔJ_L(EIGEN-GRACE 02 S、EIGEN-CG 03 C、GGM 02 S、GGM 03 S、ITG-Grace 02、ITG-Grace 03 s、JEM 01-RL 03 B、EGM 2008、AIUB-GRACE 01 S)被假定为不确定度δJ_L,而不是使用其或多或少校准的协方差σ_{J_L},结果表明,Lense-Thirring测量中的系统误差δμ比迄今为止公布的基于一次单独使用一个模型的σ的评估中的大约3至4倍,对于EIGEN-GRACE 02 S/ITG-GRACE 03 s对,总计高达37%。其他最近基于GRACE的模型之间的比较产生的偏差高达约25- 30%。J_4、J_6和J_8仍存在较大差异,而这正是LAGEOS/LAGOES II联合节点最敏感的地…
2009-03-30 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
A critical analysis of a recent test of the Lense-Thirring effect with the LAGEOS satellites
我们讨论了目前的不确定性在最近发布的CHAMP和/或GRACE地球重力模型的LAGEOS卫星的节点的Lense-Thirring效应的测量的影响。还通过数值模拟和试验定量评估了偶纬向谐波长期变化Jdots的作用。虽然由于地球位的静态部分造成的系统误差范围从4%(EIGEN-GRACE 02 S)到9%(GGM 02 S),但Jdots的影响在11年内达到13%。在最近使用EIGEN-GRACE 02 S进行的测试中,这产生了19%的1-sigma总误差。
2006-07-07 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Limitations in Testing the Lense-Thirring Effect with LAGEOS and the Newly Launched Geodetic Satellite LARES 2
该研究指出利用LAGEOS和LARES 2卫星检验Lense-Thirring效应时,因经典进动未完全抵消、轨道参数与地球角动量不确定性不足,无法达到宣称的0.2%精度,提出应通过建模联合估计参数实现可靠检验。
2023-04-28 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
The impact of the new Earth gravity models on the measurement of the Lense-Thirring effect
在本文中,我们使用,在一个初步的方式,最近发布的EIGEN 2地球重力模型,这是基于6个月的数据的CHAMP只,为了重新评估系统误差,由于错误的建模中的地球位的偶纬向谐波的LAGEOS-LAGEOS II Lense-Thirring实验涉及节点的LAGEOS卫星和近地点的LAGEOS II。GGM 01 C地球重力模型的第一个结果包括第一个GRACE数据是非常有前途的。
2004-02-05 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Towards a few-percent measurement of the Lense-Thirring effect with the LAGEOS and LAGEOS II satellites?
迄今为止,在地球引力场中测量广义相对论的Lense-Thirring效应的尝试是通过分析LAGEOS和LAGEOS II的节点Ω和LAGEOS II的近地点Ω的合适的无J_2-J_4组合来进行的。声称的总准确度为20- 30%,但根据一些科学家的说法,这可能是一个乐观的估计。系统误差的主要来源是地球引力位多极展开的偶纬向谐波系数J_l的错误模拟和特别困扰LAGEOS II近地点的非引力摄动,它们对拟议测量的影响难以可靠地评估。本文根据GRACE卫星新的第二代地球重力场初步模型,对LAGEOS和LAGEOS II节点建立的不同J_2自由观测量所能达到的精度进行了评估。根据仅基于GRACE的EIGEN-GRACE 02 S解决方案,可以获得由偶次带谐波引起的系统误差的4%的1-sigma上限。在不久的将来,有可能通过现有的LAGEOS卫星对Lense-Thirring效应进行可靠的测量,通过采用几年的时间跨度,精度达到百分之几。选择一个不太长的观测时间间隔将有助于减少未抵消偶次纬向谐波点J_4和J_6的长期变化的影响,因为这些变化的影响很难可靠地评估。
2004-09-06 gr-qc
An Assessment of the Systematic Uncertainty in Present and Future Tests of the Lense-Thirring Effect with Satellite Laser Ranging
本文介绍了在现有LAGEOS和LAGEOS II地面卫星以及最近批准的LARES航天器上应用卫星激光测距(SLR)技术测量Lense-Thirring效应的尝试。是迄今为止发表的对偶次带谐系数J_(?)L的多极扩张地球位势可靠和现实吗?我们的答案是否定的。事实上,如果在来自专用GRACE任务的不同地球重力场全局解中估计的偶数环带之间的差异Δ J_L被假设为不确定性Δ J_L,而不是使用它们的协方差sigmas sigma_JL,结果表明,Lense中的系统不确定度δμ,使用LAGEOS和LAGEOS II节点Omega进行的Thirring试验可能比迄今为止发表的评估结果大3至4倍($5-10%$),基于一次单独使用一个模型的sigma。第二个问题是是否可能使用不同的方法从LAGEOS类型的数据中提取相关的相对论特征。第三个问题是LAGEOS、LAGEOS II和LARES是否有可能达到1%的实际总精度,这三个卫星将于2009年11月用织女星火箭发射。LAGEOS和LAGEOS II的飞行高度约为6000公里,而LARES则可能位于1450公里的高度。因此,它将对比LAGEOS和LAGEOS II更均匀的地带敏感。他们的腐败的影响已被评估与标准的Kaula的方法高达度L=60,通过使用Delta J_L和sigma_JL;它原来,它可能是大到百分之几十。
2008-12-05 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Earth tides and Lense-Thirring effect
广义相对论的透镜-瑟林效应可以通过检查LAGEOS和LAGEOS II的节点和LAGEOS II的近地点的轨道残差的适当组合来测量。固体潮和海洋固体潮影响参数的恢复,通过重力磁力占在合并的残差。因此,对固体和海洋地球潮汐对这些轨道要素引起的扰动进行了广泛的分析。它包括固体潮的l=2项和海潮的l= 2,3,4项。LAGEOS II的近地点对海洋潮汐谱的l=3部分非常敏感,与LAGEOS和LAGEOS II的节点相反。固体潮扰动的不确定性在0.4%~ 1.5%之间,主要由Love数k2引起,而海潮的不确定性在5%~ 15%之间。所获得的结果,以检查在一个初步的方式,潮汐成分的透镜,Thirring移位是敏感的。特别是它是测试,如果半分子18.6年纬向潮真的不影响组合残差。事实证明,如果在论文中计算出的精度水平上建模,l= 2,4 m=0以及在较小程度上l=3 m=0的潮汐扰动被抵消。
2001-05-22 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Tidal satellite perturbations and the Lense-Thirring effect
通过LAGEOS和LAGEOS II的节点和LAGEOS II的近地点的轨道残差的适当组合,可以测量微小的广义相对论性Lense-Thirring效应。除其他因素外,这一观测结果还受到地球固体潮汐和海洋潮汐的影响。它们引起长周期轨道扰动,在几年的观测周期内,可能会混淆感兴趣的重力磁场长期趋势的检测。在本文中,我们明确地计算最相关的潮汐扰动作用于LAGEOSs和评估其影响的检测的Lense-Thirring效应。目前的知识水平的固体和海洋潮汐使我们能够得出结论,他们对它的影响范围从近4%超过4年到不到2%超过7年。
2001-01-09 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
On the reliability of the so far performed tests for measuring the Lense-Thirring effect with the LAGEOS satellites
在本文中,我们将详细说明,执行的尝试,旨在检测的广义相对论的Lense-Thirring效应在地球的引力场与现有的LAGEOS卫星往往是在一个乐观的和误导的方式,这是不足以为这样一个重要的测试基础物理。例如,在一个示例中,在最近报道的利用LAGEOS卫星和第二代仅GRACE的EIGEN-GRACE 02 S地球重力模型的节点在11年的观测时间跨度上的重力磁移测量中,分别声称5-10%的总精度为1- 3 σ。我们将表明,相反,它可能是15-45%(1-3sigma),如果长期变化的影响,偶带谐波被认为是以及。
2005-05-15 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Constraining spacetime torsion with LAGEOS
我们计算的修正轨道透镜Thirring效应(或框架拖曳)的存在下的时空扭转。利用Mao,Tegmark,Guth和Cabi的参数化框架,导出了旋转轴对称质量体的引力场中试验体的运动方程。我们计算的长期变化的交点和近心的。我们还展示了如何激光地球动力学卫星(LAGEOS)可以用来约束扭转参数。我们报告的实验约束获得使用的节点和近地点测量的轨道透镜Thirring效应。这使得LAGEOS和重力探测器B(GPB)互补的框架拖曳和扭转实验,因为它们限制了三种不同的扭转参数组合。
2011-07-12 gr-qc
How to reach a few percent level in determining the Lense-Thirring effect?
在本文中,我们讨论和比较了一个只有节点的LAGEOS-LAGEOS II组合和一个只有节点的LAGEOS-LAGEOS II-Ajisai-Jason 1组合的Lense-Thirring效应的确定。采用了EIGEN-CG 01 C组合地球重力模型。第二种组合取消了前三个偶次带谐函数及其长期变化,但引入了Jason 1的非引力扰动。第一种组合对非保守力不太敏感,但对影响随时间线性增长的低次J 4和J6的未抵消偶次带谐波的长期变化敏感。
2004-11-05 astro-ph gr-qc
Will the recently approved LARES mission be able to measure the Lense-Thirring effect at 1%?
LARES卫星将于2009年底用VEGA火箭发射,其声称的目标是对旋转地球的引力场中的广义相对论引力磁透镜-Thirring效应进行约1%的测量,在意大利航天局批准LARES卫星之后,对这一飞行任务能够达到的总体实际精度进行可靠评估至关重要。可观测的是现有的LAGEOS和LAGEOS II卫星的节点和LARES的节点的线性组合,能够抵消地球引力势的经典部分的多极展开的前两个偶纬向谐波系数的影响,这是系统误差的主要来源。LAGEOS和LAGEOS II的飞行高度约为6000公里,而LARES的飞行高度为1450公里。因此,它将对比LAGEOS和LAGEOS II更均匀的地带敏感。它们的破坏影响δμ已经通过使用标准Kaula方法(L=70)以及八个不同全球重力解的协方差矩阵的sigma来评估(EIGEN-GRACE02S、EIGEN-CG03C、GGM02S、GGM03S、JEM01-RL03B、ITG-Grace02s、ITG-Grace03、EGM2008)(GFZ,CSR,JPL,IGG,NGA)使用不同的技术从GRACE专用飞行任务的长数据集中提取数据。结果表明,δμ约为Lense-Thirring效应的100-1000%。为了将偏差限制在1- 10%左右,需要在确定高度均匀环带时提高2-3个数量级。
2008-12-18 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Advances in the measurement of the Lense-Thirring effect with Satellite Laser Ranging in the gravitational field of the Earth
在本章中,我们将讨论利用卫星激光测距(SLR)技术测量广义相对论重力磁透镜-瑟林效应的尝试,该技术应用于现有的LAGEOS和LAGEOS II陆地卫星以及最近批准的LARES。
2008-08-05 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Commentary to "LARES successfully launched in orbit: Satellite and mission description" by A. Paolozzi and I. Ciufolini
我们评论Paolozzi和Ciufolini最近的一篇论文中的一些陈述,其中涉及我们提出的关于在新发射的LARES卫星以及长期在轨的LAGEOS和LAGEOS II航天器上测试地球引力场中的广义相对论性Lense-Thirring效应时可获得的实际精度的某些评论。LARES的轨道构型不同于最初提议的LAGEOS-3。实际上,虽然后者本应发射到与LAGEOS相同的高度(即大约$h_{\rm L}=5890$ km),其轨道平面相对于LAGEOS的轨道平面($I_{\rm L}=110$ deg,$I_{\rm L3}=70$ deg)偏移了$180$ deg,但LARES目前的高度要小得多(大约$h_{\rm LR}=1440$ km),倾角($I_{\rm LR} = 69.5$ deg)略有不同。正如不同作者在文献中独立指出的那样,LARES-LAGEOS-LAGEOS II Lense-Thirring试验的总体精度可能不如\textcolor{black}{impacted},因为LARES的高度比Ciufolini \textit{et al.}声称的预期$\approx 1%$水平低,这是因为对低阶均匀纬向地球位势系数的敏感性增强,这些系数会引起与相对论性系数竞争的轨道进动。关于以前的测试进行的组合节点只有LAGEOS和LAGEOS II,最近出现在文献中的一个独立的分析…
2013-11-27 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
The impact of the new Earth gravity model EIGEN-CG03C on the measurement of the Lense-Thirring effect with some existing Earth satellites
本文介绍了最新的CHAMP/GRACE/地面联合测量地球重力模型EIGEN-CG 03 C对现有地球人造卫星节点线性组合测量Lense-Thirring效应的影响。节点-节点LAGEOS-LAGEOS II组合的系统误差的1 σ上限为3.9%(EIGEN-GRACE 02 S为4%,EIGEN-CG 01 C为\sim 6%,GGM 02 S为\sim 9%),而仅节点LAGEOS-LAGEOS II-Ajisai-Jason-1组合的系统误差的1 σ上限为1$%(EIGEN-GRACE 02 S为2%,EIGEN-CG 01 C为1.6%,GGM 02 S为2.7%)。
2005-10-02 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
The impact of the orbital decay of the LAGEOS satellites on the frame-dragging tests
激光跟踪大地测量卫星LAGEOS、LAGEOS II和LARES目前除其他外用于测量旋转地球重力磁场中的广义相对论性Lense-Thirring效应,希望对爱因斯坦引力理论的这种预测提供比现有的预测更准确的检验。长期衰减$\dot a$的半长轴$a$的这种航天器,最近在一个独立的方式测量到$σ_{\dot a}\approx 0.1-0.01$ m yr $^{-1}$的精度水平,可能间接影响拟议的相对论实验,通过其与经典的轨道进动引起的地球的扁率$J_2$。\textcolor{black}{Indeed,}由于电流测量误差$σ_{\dot a}$引起的系统偏差与预期的相对论信号本身具有相同的数量级,甚至大于预期的相对论信号本身;此外,它随着分析的时间跨度$T$线性增长。\textcolor{black}{Therefore, the parameter-fitting algorithms must be properly updated in order to suitably cope with such a new source of systematic uncertainty. Otherwise,}在测量LAGEOS系列卫星的轨道衰减方面需要改进一到两个数量级,以便将这种系统不确定性的来源减少到Lense-Thirring特征的百分之几。
2015-10-29 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
On the possibility of measuring relativistic gravitational effects with a LAGEOS-LAGEOS II-OPTIS-mission
在本文中,我们希望初步调查是否有可能使用的轨道数据,从拟议的OPTIS任务与现有的测地被动SLR LAGEOS和LAGEOS II卫星,以执行精确测量的一些广义相对论重力电磁效应,特别是强调的Lense-Thirring效应。
2004-02-05 astro-ph gr-qc
Recently, Ciufolini et al. reported on a test of the general relativistic gravitomagnetic Lense-Thirring effect by analyzing about 3.5 years of laser ranging data to the LAGEOS, LAGEOS II, LARES geodetic satellites orbiting the Earth. By using the GRACE-based GGM05S Earth's global gravity model and a linear combination of the nodes $Ω$ of the three satellites designed to remove the impact of errors in the first two even zonal harmonic coefficients $J_2,~J_4$ of the multipolar expansion of the Newtonian part of the Earth's gravitational potential, they claimed an overall accuracy of $5\%$ for t…
2017-01-23 gr-qc physics.geo-ph physics.space-ph
Test of general relativity: 1995-2002 measurement of frame-dragging
在介绍了自旋流和质能流对时钟和光子的影响后,回顾了1995-2001年通过分析LAGEOS和LAGEOS II两颗激光测距卫星的轨道获得的地球重力磁场和Lense-Thirring效应的测量结果,该方法提供了地球重力磁场的直接测量,精度达到20%。未来对朗斯-瑟林效应的精确测量(准确度为1%)可能包括LARES实验,该实验还将提供广义相对论和引力的其他基本测试。最后,我们报告了2002年LAGEOS卫星近8年数据的最新测量结果。这个2002年的结果完全证实并改进了我们先前对地球坐标系拖曳的测量:透镜-瑟林效应存在,其实验值在爱因斯坦广义相对论预测值的20%以内。
2002-10-01 gr-qc
On the mean anomaly and the Lense-Thirring effect
在这篇简短的笔记中,我们回复了最近预印本的作者,在该预印本中,作者提出了一个所谓的明确建议,即利用LAGEOS卫星的平均异常来测量地球引力场中的广义相对论性透镜-瑟林效应。
2006-01-05 gr-qc
The predicted Lense-Thirring perihelion precession of Mercury induced by the Sun's angular momentum through its general relativistic gravitomagnetic field amounts to 2 milliarcseconds per century. It turned out to be compatible with the latest experimental determinations of the supplementary perihelion precession of Mercury with the INPOP15a ephemerides, whose accuracy level has nowadays reached the magnitude of the predicted relativistic effect itself thanks to the analysis of some years of tracking data of the MESSENGER spacecraft, which orbited Mercury from 2011 to 2015. A dedicated analysi…
2016-01-07 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Detection of Lense-Thirring Effect Due to Earth's Spin
根据爱因斯坦的广义相对论,物体的旋转会对其他物质产生一个“力”;而在牛顿的引力理论中,只有物体的质量会产生一个力。这种由质量流引起的现象被称为重力磁性,因为它与由电荷流引起的磁性在形式上类似。因此,根据广义相对论,地球的自转应该会影响其轨道卫星的运动。实际上,我们使用美国航天局/地球科学基金会开发的一个程序分析了LAGEOS和LAGEOS II卫星轨道的激光测距观测,并首次直接测量了地球自转引起的重力磁轨道扰动,即所谓的Lense-Thirring效应。我们的测量精度约为25%。
1997-04-23 gr-qc
The impact of tidal errors on the determination of the Lense-Thirring effect from satellite laser ranging
通过激光测距LAGEOS和LAGEOS II卫星轨道残差的适当组合,可以探测到广义相对论性的Lense-Thirring效应。虽然这一观测结果不受纬向地球固体潮和海洋潮汐引起的轨道扰动的影响,但它对田型和扇形潮汐产生的轨道扰动很敏感。本文的目的是评估它们对测量重磁效应的参数μ的影响。在通过精确计算更有效的潮汐扰动的错误建模来模拟组合残差曲线之后,已经发现,虽然固体潮汐影响MU的恢复总是在远低于1%的水平,但对于海洋潮汐和其他长周期信号,Delta MU强烈依赖于观测周期和噪声水平:Delta MU(潮汐)在7年后几乎达到2%。周期大于4年的K1 l=3 p=1潮汐和SRP(4241)太阳辐射压谐波对LAGEOS II近地点的混叠效应,在不同观测周期上对$\m_{LT}$产生小于4%的最大系统不确定度。纬向18.6年潮汐不影响组合残差。
2001-01-29 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Phenomenology of the Lense-Thirring effect in the Solar System
近年来,人们越来越多地努力直接测量太阳系中几种天文场景中广义相对论重磁相互作用的某些方面。在从理论的角度简要地概述了引力磁学的概念之后,我们回顾了在太阳、地球、火星和木星的引力场中探测影响自然和人造天体轨道运动的Lense-Thirring效应的尝试。特别是,我们将集中在动力学起源的系统不确定性的几个来源的影响的评估,以现实地阐明在直接测量这样一个难以捉摸的相对论效应的当前和未来的前景。
2010-09-30 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Some considerations on the present-day results for the detection of frame-dragging after the final outcome of GP-B
从LAGEOS和LAGEOS II节点的线性组合f(2L)中消除地球引力势的牛顿部分多极展开的第一偶纬向谐波系数J2,这是在广义相对论性的Lense-Thirring效应的最新测试中使用的,不可能是完美的,就像迄今为止所假设的那样。之所以如此,除其他外,还因为地球自转轴的空间方向的不确定性。因此,进入f(2L)的系数c1(这不是从J2引起的经典节点岁差的解析表达式理论上计算的求解参数)在多年代际时间跨度DT上的平均不确定性为10-8,与迄今为止进行的数据分析中使用的不确定性相当。因此,在理论上预测的重磁信号中出现了另外的\simeq 20%的系统不确定性。在DT = 15 d和DT = 1 yr的范围内,数值计算了重力磁标架拖曳对空间站-航天器距离的影响。需要看这样一个直接可观测的数量指出,随着一些关键的评论有关的方法,迄今为止使用的LAGEOS卫星测量的透镜-Thirring效应。提出了一种不同的,更可信和可靠的方法的建议。
2011-09-27 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
The impact of the new Earth gravity models on the measurement of the Lense-Thirring effect with a new satellite
在本文中,我们调查的机会提供了新的地球重力模型,从专用的CHAMP,特别是GRACE任务的项目测量广义相对论透镜-Thirring效应与一个新的地球的人造卫星。事实证明,有可能放弃最初提出的LARES任务对轨道几何形状的严格和昂贵的要求(与现有LAGEOS的半长轴相同,a=12270公里,倾角i=70度),方法是将新航天器插入相对较低和较便宜的轨道(a=7500-8000 km,i \sim 70 deg),并将其节点Ω与LAGEOS和LAGEOS II的节点适当地结合起来,以抵消地球引力位J_2多极展开的第一偶纬向谐波系数,J_4及其时间变化。由于剩余偶次带状谐波中的错误建模而导致的总系统误差将达到\sim 1%,并且将对倾角偏离最初建议值的许多度不敏感。由于交点的周期,也就是太阳K_1潮汐扰动的周期,将达到\sim 10 ^2天,因此不会引入半分子长周期扰动。由于新卫星的节点系数在如此低的高度下将小于0.1,因此它的非重力摄动对所提议的组合的影响将是可以忽略的。然后,将不需要为适当地建造卫星以使非保守加速度最小化而作出特别的财政和技术努力。
2005-02-21 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Recently, Ciufolini and coworkers announced the forthcoming launch of a new cannonball geodetic satellite in 2019. It should be injected in an essentially circular path with the same semimajor axis $a$ of LAGEOS, in orbit since 1976, and an inclination $I$ of its orbital plane supplementary with respect to that of its existing cousin. According to their proponents, the sum of the satellites' precessions of the longitudes of the ascending nodes $Ω$ should allow one to test the general relativistic Lense-Thirring effect to a $\simeq 0.2\%$ accuracy level, with a contribution of the mismodeling i…
2018-10-22 gr-qc physics.space-ph
A new proposal for measuring the Lense-Thirring effect with a pair of supplementary satellites in the gravitational field of the Earth
本文进一步分析了在地球引力场中利用一对相同的测地卫星测量Lense-Thirring效应的概念。事实证明,不仅节点的总和,正如已经为LAGEOS-LARES任务提出的那样,而且近地点的差异也可以被有效地采用。
2002-12-13 astro-ph gr-qc physics.space-ph
We present a new measurement of the Lense-Thirring effect on the orbits of the geodetic satellites LAGEOS, LAGEOS II and LARES. This secular precession is a general relativity effect produced by the gravitomagnetic field of the Earth generated by its rotation. The effect is a manifestation of spacetime curvature generated by mass-currents, a peculiarity of Einstein's theory of gravitation. This measurement stands out, compared to previous measurements in the same context, for its precision ($\simeq7.4\times10^{-3}$) and accuracy ($\simeq16\times10^{-3}$), i.e. for a reliable and robust evaluat…
2019-10-04 astro-ph.EP gr-qc hep-ph
New perspectives in testing the general relativistic Lense--Thirring effect
在太阳系中测试广义相对论在线性化弱场和慢运动近似下预测的效应是困难的,因为它们非常小。其中,后牛顿引力磁透镜-瑟林效应,即惯性系的拖曳对实验粒子轨道运动的影响是非常有趣的,迄今为止,还没有一个无可争议的实验直接测试。本文将结合狭义相对论和后牛顿引力的其他测试,说明如何能够以1%的精度测量它。在地球的引力场中进行联合空间OPTIS/LARES任务。到目前为止,对现有的LAGEOS和LAGEOS II大地测量卫星轨道的数据分析已经产生了对Lense-Thirring效应的检验,声称精度为20%-30%。
2003-07-30 astro-ph gr-qc physics.space-ph
On a new observable for measuring the Lense-Thirring effect with Satellite Laser Ranging
在本文中,我们提出了一个相当广泛的误差预算的差异,一对补充SLR卫星的目的是检测的Lense-Thirring效应。
2003-05-18 astro-ph gr-qc physics.space-ph
The Lense--Thirring Effect and Mach's Principle
我们对林德勒最近发表的一篇关于Lense-Thirring效应的“反马赫”性质的论文作出回应。我们注意到,他的结论在很大程度上取决于所用马赫原理的特定表述。
1996-07-04 gr-qc
On a recent preliminary study for the measurement of the Lense-Thirring effect with the Galileo satellites
最近有人建议,将未来27个伽利略航天器星座的节点漂移与现有LAGEOS型卫星的节点漂移结合起来,通过消除比目前已经完成或计划的更大数量的偶次带状谐波$J_{\ell}$的偏差,提高过去和正在进行的Lense-Thirring(LT)效应测试的准确性。实际上,这似乎是一个很难现实地实现的目标,原因有很多。首先,伽利略型卫星的LT距离特征在3天弧上小至$0.5$ mm,对应于每年仅$\dotΩ_{\rm LT}=2$毫弧秒(mas yr $^{-1}$)的节点速率。一些正方形和扇形的海洋潮汐,如$K_1,K_2$诱导长周期谐波节点扰动的频率是非常慢的伽利略的节点率的整数倍$\dotΩ$完成一个完整的周期约40年。因此,在若干年的时间跨度$T$上,它们将作为叠加的半长期混叠趋势。由于无$J_{\ell}$的多卫星线性组合的系数仅由半长轴$a$、偏心率$e$和倾角$I$确定,它们对于所有伽利略卫星名义上相等,因此不可能包括所有它们。即使只使用一个伽利略航天器和LAGEOS系列也是不可行的,因为由此产生的伽利略系数将是$\gtrsim 1$,从而增强了未抵消的非保守扰动和潮汐扰动的混叠影响。
2014-01-01 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Preliminary study for the measurement of the Lense-Thirring effect with the Galileo satellites
一个围绕旋转质量运行的粒子的轨道节点的进动被称为Lense-Thirring效应(LTE),并且是惯性系拖曳或系拖曳的广义相对论现象的表现。利用LAGEOS卫星的节点漂移和GRACE地球重力场模型已经测量了LTE,精度约为10%,最近的LARES实验将把精度提高到几个百分点。伽利略系统将为LTE估计提供27个新的节点观测值,它们与LAGEOS和LARES卫星的组合可以潜在地减少由于地球重力场的错误建模而导致的误差。然而,精确确定伽利略轨道需要估计许多不同的参数,这些参数可以吸收轨道节点上的LTE。此外,伽利略轨道的准确性,因此,他们的节点漂移,主要是由太阳辐射压(SRP)的错误建模的限制。使用模拟数据,我们分析了在SRP上的伽利略节点的误建模的影响,并提出了最佳的轨道参数化的LTE从未来的伽利略观测的测量。
2013-11-15 gr-qc
An alternative derivation of the Lense-Thirring drag on the orbit of a test body
本文提出了一种新的推导方法,在广义相对论的弱场慢运动近似下,在具有轴对称性的不同中心旋转源场中,计算被测物体轨道根数的Lense-Thirring效应。在本工作中采用的方法,在一个完美的球形源的情况下,导致所有的开普勒轨道元素的自由落体粒子的著名的Lense-Thirring方程。还计算了中心非球形物体的情况。
2001-11-14 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Multipolar corrections for Lense-Thirring precession
对于静止的轴对称时空,我们找到了一个简单的表达伦兹-瑟林进动的恩斯特势。这个表达式被用来计算,在弱场近似下,主要的非球形贡献的陀螺仪绕地球的进动。我们重现以前已知的结果,并给出了一个新的估计非球形的贡献。
2008-03-28 gr-qc
Time-Varying Lense-Thirring System
本文研究旋转天体源的外引力场中试验质量的束缚测地线轨道,该旋转天体源的角动量随时间线性变化。本文将Lense和Thirring的线性微扰方法推广到非平稳情形。特别是,我们调查的不稳定性的Lense-Thirring进动轨道由于缓慢的时间变化的重力磁场的源。
2008-06-17 astro-ph gr-qc
Gravitomagnetic time delay and the Lense-Thirring effect in Brans-Dicke theory of gravity
本文在Brans-Dicke引力理论的背景下讨论了重磁时间延迟和Lense-Thirring效应。我们将理论结果与广义相对论的预言进行了比较。我们表明,在实验的准确性,旨在衡量这些影响,这两种理论预测基本上相同的结果。
2003-04-05 gr-qc
We investigate the Hamilton-Jacobi equation of a probe particle moving on d-dimensional generalized Lense-Thirring metric. This space-time is different from the slowly rotating Myers-Perry black hole at second order in rotation parameters. We show that the dynamics of the probe particle along the time-like geodesic of the generalized Lense-Thirring space-time is super-integrable and has more constants of motion with respect to the same dynamics on Myers-Perry black hole. We also discuss the second rank Killing tensors associated with the generalized Lense-Thirring metric.
2022-11-15 gr-qc hep-th
On the impact of the atmospheric drag on the LARES mission
最近批准的天基LARES任务的目标是,通过将其节点Omega与现有LAGEOS和LAGEOS II激光测距卫星的节点相结合,以一再声称的1%精度测量旋转地球引力场中的广义相对论性Lense-Thirring效应。在本文中,我们表明,鉴于低海拔的LARES(h=1450公里),相对于LAGEOS和LAGEOS II(h \approx 6000 km),中性和带电大气阻力效应之间的交叉耦合,在LARES的倾角和它的经典节点岁差由于地球的扁率可能会导致3-9%的年^-1相对论性总岁差的系统偏差。由于从数据中提取数据大约需要5-10年的时间,这种扰动效应可能会降低试验的总体准确性,特别是考虑到阻力建模中存在很大的不确定性。
2010-03-17 astro-ph astro-ph.EP gr-qc
The Lense-Thirring effect in the Jovian system of the Galilean satellites and its measurability
在本文中,我们调查的可能性,测量后牛顿广义相对论重力磁场透镜-Thirring效应在木星系统的伽利略卫星木卫一,木卫二,木卫三和木卫四在最近的发展,在处理和建模的光学观测跨越一个大的时间间隔(125年)。目前最好的观测精度在几公里到几十公里之间,这仅仅是伽利略卫星轨道在近一个世纪内的Lense-Thirring偏移的数量级。从分析发展和数值积分之间的比较,它原来是,不幸的是,大多数的长期分量的重磁签名被删除的过程中拟合的初始条件。事实上,在星历残差中给出了Lense-Thirring效应的幅度估计;由此产生的残差的最大幅度仅为20米(超过125年)。
2005-09-30 astro-ph gr-qc physics.space-ph
The Lense-Thirring effect on the Galilean moons of Jupiter
研究木星角动量引起的莱斯-瑟林效应对伽利略卫星轨道的影响,数值积分显示木卫一效应达数十角秒,木卫四约0.2角秒,未来任务或可探测。
2023-06-23 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Using the Difference of the Inclinations of a Pair of Counter-Orbiting Satellites to Measure the Lense-Thirring Effect
本文提出利用一对逆向运行卫星的轨道倾角差抵消地球扁率的牛顿效应、提取相反的 Lense-Thirring 进动,并探讨 POLARES 极轨方案及与 LAGEOS/LARES 2 实验的比较。
2024-12-05 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Elementary derivation of the Lense-Thirring precession
本文利用哈密顿矢量给出了Lense-Thirring进动的一个初等教学推导。哈密顿矢量是开普勒/库仑问题中的一个额外的运动常数,与更流行的龙格-伦茨矢量有关。当存在与速度相关的类洛伦兹重磁力时,汉密尔顿矢量以及正则轨道动量不再守恒并开始岁差。很容易计算它们的岁差率,这与轨道的Lense-Thirring岁差有关。
2009-05-26 gr-qc
Recent Attempts to Measure the General Relativistic Lense-Thirring Effect with Natural and Artificial Bodies in the Solar System
根据广义相对论,一个质量为M、角动量为S的旋转物体,如恒星或行星,会产生一个引力磁场,在其他现象中,引力磁场也会引起兰斯-瑟林效应,即绕它运行的测试粒子的轨道的长期岁差。我们讨论了在太阳系几个天体的引力场中用自然物体和人造物体测量它的一些尝试。重点是现实的评估的影响,一些竞争的经典力量被视为来源的系统不确定性降低总的精度。
2009-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Novel considerations about the error budget of the LAGEOS-based tests of frame-dragging with GRACE geopotential models
一个现实的评估中的不确定性,在一个给定的位势模型的均匀地带,必须作出直接比较其系数与那些完全独立的解决方案,优越的形式精度。否则,一个有利的选择性偏差被引入到基于LAGEOS的Lense-Thirring检验的总误差预算的评估中,产生了可能过于乐观的数字。通过应用最近出现在文献中的新方法,第二(L = 4)和第三(L = 6)偶数环带分别在2-3 × 10^-11(L = 4)和3-4 × 10^-11(L = 6)水平上不确定,产生约27- 28%的总重力误差,上限为37- 39%。Ries等人的结果本身产生了约33%的上限。低度均匀环带并不完全是由GRACE卫星对卫星跟踪(SST)范围确定的,因为它们会在超过一个轨道周期的轨道弧上产生长周期、类似世俗的信号:GRACE SST对这种信号并不准确敏感。相反,广义相对论也会对它产生短周期效应。因此,迄今为止所使用的基于GRACE的模型中广义相对论本身的先验“印记”问题仍然是开放的。
2013-06-30 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Lense-Thirring Precession in Plebański-Demiański spacetimes
本文导出了非极值和极值Plebauski-Demiauskiski时空中Lense-Thirring进动率的精确表达式。利用这个公式,我们得到了Kerr,Kerr-Newman,Kerr-de Sitter等轴对称时空中Lense-Thirring进动的精确速率,并证明了在Plebaienski-Demiaienski(PD)时空中,当Kerr参数为零时,由于NUT荷的存在,Lense-Thirring进动并不为零.为了推导出极值Plebaitzski-Demiaitzski中的LT岁差率,我们首先推导出PD时空的一般极值条件。这一一般性结果可应用于任何定常和轴对称时空中的极值极限。
2013-04-28 astro-ph.HE gr-qc
The meaning of systematic errors, a comment to "Reply to On the Systematic Errors in the Detection of the Lense-Thirring Effect with a Mars Orbiter", by Lorenzo Iorio
这篇文章被删除了,因为“G。Felici'显然是一个化名,违反了arXiv政策。
2014-02-14 gr-qc
The geodesics of bound spherical orbits i.e. of orbits performing Lense-Thirring precession, are obtained in the case of the $Λ$-term within gravito-electromagnetic formalism. It is shown that the presence of the $Λ$-term in the equations of gravity leads to both relativistic and non-relativistic corrections in the equations of motion. The contribution of the $Λ$-term in the Lense-Thirring precession is interpreted as an additional relativistic correction and the gravito-gyromagnetic ratio is defined.
2020-10-15 astro-ph.IM gr-qc
Quantum-mechanical description of Lense-Thirring effect for relativistic scalar particles
标量粒子的Foldy-Wouthuysen哈密顿量的精确表达式用于相对论性Lense-Thirring效应的量子力学描述。找到了用空间各向同性度规近似的克尔场中角动量算符的精确演化,并在非相对论弱场近似下给出了基于Laplace-Runge-Lenz矢量的完整Lense-Thirring效应的量子力学描述。得到了速度和加速度算符的相对论量子力学方程。加速度方程定义了类科里奥利加速度和类离心加速度,并给出了框架拖曳效应的量子力学描述。
2014-08-10 gr-qc