Techniklexikon

Shapiro-Effekt

Relativitätstheorie und Gravitation, die Verzögerung der Laufzeit elektromagnetischer Strahlung in einem Gravitationsfeld relativ zur entsprechenden Laufzeit ohne Gravitation. In der Allgemeinen Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit c in einem Gravitationsfeld auf Grund der Gravitations-Zeitdilatation geringer als die Vakuumlichtgeschwindigkeit c₀. Im Feld einer statischen, sphärischen Masse M (Schwarzschild-Lösung) mit Schwarzschild-Radius  gilt . Folglich erleidet ein an einem Planeten reflektiertes Radarsignal auf der Strecke Erde-Planet-Erde eine Verzögerung von

Dabei bezeichnen ,  bzw.  die Abstände Erde-Sonne, Planet-Sonne bzw. Erde-Planet. Für die Strecke Erde-Merkur-Erde ergibt sich maximal Dt = 2,2 × 10^-4 s. Unter der Leitung von Shapiro wurde der Effekt im Jahr 1968 für die Planeten Merkur und Venus (siehe Abb.) gemessen, später folgten u.a. Messungen an den Satelliten Mariner 6 und 7. Die besten Messungen haben den Shapiro-Effekt mit einer Genauigkeit von 10^-3 bestätigt.

Shapiro-Effekt: Laufzeitverzögerungen eines Radarstrahls, der von der Venus reflektiert wird.