А. Н. Чанышев.

Фундаментальная астрометрия

Фундамента'льная астроме'трия, раздел астрометрии , занимающийся установлением наиболее точно определённой фундаментальной системы небесных координат , реализуемой в виде экваториальной системы и необходимой для изучения положений и движений небесных светил и искусственных космических объектов, а также для геодезических определений. Фундаментальная система координат задаётся данными фундаментального каталога , в котором приводятся выведенные из наблюдений и задаваемые в этой координатной системе положения известного числа звёзд и их собственного движения. Для создания фундаментальной системы координат проводятся позиционные наблюдения звёзд, тел Солнечной системы и галактик; теория и практика таких наблюдении входит в компетенцию Ф. а.

  Смещения звёзд, которые являются реперами, фиксирующими фундаментальную систему координат, вследствие их собственных движений, определяются из наблюдении в разные эпохи. Ориентация фундаментальной координатной системы на небесной сфере уточняется по наблюдениям тел Солнечной системы: Солнца, Луны, больших и малых планет. Уточнение значений собственных движений звёзд производится относительно галактик, практически неподвижных светил на небесной сфере. Падение точности фундаментальной системы координат со временем вследствие накопления ошибок собственных движений, а также необходимость распространения фундаментальной системы на большее число звёзд для обеспечения решения задач фотографической астрометрии вынуждает проводить регулярные позиционные наблюдения звёзд. Наблюдательные методы Ф. а. разделяются на визуальные и фотографические. Визуально определяются координаты звёзд, а также Солнца, Меркурия и Венеры на меридианных кругах , пассажных инструментах и вертикальных кругах . Положения слабых звёзд, галактик, малых и больших планет получаются фотографически из наблюдений на астрографах . Начаты опытные позиционные наблюдения небесных радиоисточников на радиоинтерферометрах . Решение проблем Ф. а. опирается на проблему изучения закономерностей поступательно-вращательного движения Земли и взаимосвязано с ней, поскольку все наблюдения, производимые с поверхности Земли, должны быть освобождены от эффектов, вызываемых движением Земли. Фундаментальная система координат для некоторой фиксированной эпохи принимается за приближение инерциальной системы координат для изучения движений небесных светил.

  Лит.: Подобед В. В. Нестеров В. В., Общая астрометрия, М., 1975; Подобед В. В., Фундаментальная астрометрия, 2 изд., М., 1968.

  В. В. Подобед.

Фундаментальная длина

Фундамента'льная длина', элементарная длина, гипотетическая универсальная постоянная размерности длины, определяющая пределы применимости фундаментальных физических представлений — теории относительности, квантовой теории, физического принципа причинности. Через Ф. д. l выражаются масштабы областей пространства-времени и энергии-импульса (размеры x < l , интервалы времени t < l/c , энергии Е > (

, где с — скорость света,  — постоянная Планка), в которых можно ожидать новых явлений, выходящих за рамки существующих представлений. Если это ожидание оправдается, в пользу чего свидетельствуют трудности и непоследовательности современной теории, то предстоит ещё одно радикальное преобразование физики, сопоставимое по своим последствиям с созданием теории относительности или квантовой теории. Соответственно, Ф. д. войдёт как существенный элемент в будущую последовательную теорию элементарных частиц, играя роль третьей (помимо c и ) фундаментальной размерной константы физики, ограничивающей пределы применимости старых представлений.

  Как претенденты на роль Ф. д. в разное время обсуждались: комптоновская длина волны электрона l_e » 10^-11см (электромагнитное взаимодействие), пимезона — l_p » 10^-13см и нуклона — l_N » 10^-14см (сильное взаимодействие), характерная длина слабого взаимодействия — примерно 10^-16см и гравитационная длина (т. н. планковская длина) — порядка 10^-33см . Сам факт отождествления Ф. д. с одной из перечисленных величин имел бы огромное значение, указав, с каким типом взаимодействия будет связано появление новых физических представлений. К 1977 экспериментально установлено, что Ф. д. не превышает 10^-15см ; имеются также аргументы (основанные на измерениях с помощью Мёссбауэра эффекта ) в пользу ещё меньшей верхней границы Ф. д. — порядка 10^-20см . Поэтому величины, связанные с электромагнитным, сильным и, возможно, слабым взаимодействиями уже не могут претендовать на роль ф. д. Весьма вероятно, что истинной Ф. д. физики окажется гравитационная длина (в пользу этого говорит, например, универсальность тяготения , которому, в отличие от других взаимодействий, подвержены все без исключения структурные единицы материи). В этом случае теорию элементарных частиц следует строить на основе общей теории относительности .

  Экспериментальный путь определения Ф. д. — сравнение с опытом результатов расчёта различных физических эффектов, выполненного в соответствии с существующей теорией. Такое сравнение (во всех случаях, когда оно могло быть проведено) до сих пор не показало каких-либо расхождений. Поэтому эксперимент даёт пока лишь верхнюю границу Ф. д. Для этой цели используются прежде всего опыты при высоких энергиях, выполняемые на ускорителях заряженных частиц и характеризующиеся относительно невысокой точностью. К ним относятся опыты по проверке дисперсионных соотношений (см. Сильные взаимодействия ) для рассеяния пи-мезонов на нуклонах и т.п., электродинамики (рождение пар, рассеяние электронов на электронах и др.). К другому типу относятся прецизионные статические эксперименты: измерения аномального магнитного момента электрона и мюона , лэмбовского сдвига уровней и т.д.; определённые сведения о Ф. д. даёт, как упоминалось, эффект Мёссбауэра. Обсуждаются предложения по использованию информации, идущей от космических объектов — космических лучей сверхвысоких энергий (> 10¹⁹эв ), пульсаров , квазаров , «чёрных дыр» ; если Ф. д. существует, то излучение некоторых из этих объектов обладало бы необычными, с точки зрения современных представлений, свойствами.

  Ведётся разработка моделей теории, содержащей Ф. д. К их числу относятся варианты нелокальной квантовой теории поля, теория квантованного пространства-времени и др. Такие теоретические схемы, помимо их самостоятельной ценности, используются при планировании и обработке результатов экспериментов по определению Ф. д. См. также Микропричинности условие , Нелокальная квантовая теория поля , Причинности принцип , Квантование пространства-времени и лит. при этих статьях.

  Лит.: Тамм И. Е., Собр. научных трудов, т. 2, М., 1975; Марков М. А., Гипероны и К-мезоны, М., 1958; его же, О модели и протяженной частицы в общей теории относительности, в сборнике: Нелокальные и нелинейные и ненормируемые теории поля. Материалы 2 совещания по нелокальным теориям поля, Дубна, 1970; Киржниц Д. А., Проблема фундаментальной длины, «Природа», 1973, № 1; его же, The quest for а fundamental length, «Soviet Science Review», Sept. 1971, с. 297.