Есть очень много научно-популярных статей и книг о гравитации, в которых рассказывается об искривлении пространства-времени и приводятся картинки с продавленной простыней (батутом, матом). Давайте вместе сломаем этот порядок вещей! Под катом вас ждёт вполне себе стандартное но не модное описание гравитации.
Император Сарлака Грант Сциентикус III очень любил геометрию. И любовь его была настолько сильной, что однажды он решился на кощунство — проверить её экспериментально. Это было неслыханным делом: шутка ли, как можно геометрию, совершеннейшее детище чистой логики марать какими-то приземлёнными экспериментами? Сам великий геометр Хэфклит приехал посмотреть на это.
Ранним утром Грант отправил двух лучших планеристов в разные стороны, строго-настрого наказав им пролететь ровно сотню километров (на самом деле, расстояние было равно ста тридцати скелам, но это почти не отличается от ста километров) никуда не сворачивая, строго по прямой, сливая краску из прикрепленных к планерам баков по пути.
Как вы уже, наверное, поняли, таким способом он хотел проверить теорему о сумме углов треугольника. Пункт отправления двух планеристов и пункты их назначения должны были стать вершинами этого треугольника.
Не затягивая историю, сразу перейдём к кульминации: сумма углов оказалась больше, чем 180 градусов.
***
Здесь должно быть высокохудожественное и длинное описание всеобщего потрясения.
***
Хэфклит был настолько шокирован исходом эксперимента, что решил своими глазами посмотреть на горе-треугольник и прошёл ускоренные курсы полётов на планере. Давайте посмотрим на снимок того, что он увидел, любезно предоставленный нам спутником наблюдения, запущенным на орбиту Сарлака цивилизацией Птаагх, чьи представления о том, каким должен быть спутниковый снимок несколько отличаются от наших.
«Чёртовы летуны!» — воскликнул Хэфклит, «даже курс ровно выдержать не смогли!». Однако, на собрании, созванном во дворце Гранта по случаю открытия Хэфклита, «чёртовы летуны» заявили, что с курса не сбивались, и даже показали исписанные приборами ленты, по которым стало ясно, что они не поворачивали. И тут подал голос философ Ниу-Тан.
— Очевидно, — сказал он, — что и с летунами, и с геометрией всё в порядке. Я предполагаю, что линии полёта искривились из-за того, что на планеры действовала какая-то неизвестная нам сила, притягивающая их к центру треугольника.
Таким образом была спасена честь геометрии и найдена новая сила. А в уме Гранта родилось множество идей новых экспериментов.
Пожалуй, на этом мы могли бы закончить историю. Но, давайте посмотрим на ещё один из снимков спутника Птаагх:
Видите? Вы видите это? Да, как вы уже догадались, никто из жителей Сарлака не знал, что они живут на поверхности шара (причём, довольно маленького). И кривизна линий объяснялась всего лишь тем, что сама поверхность, на которой они нарисованы, была кривой. Однако, если вы не знаете о кривизне, то лучшим возможным объяснением (за исключением оптических иллюзий и неопытности летунов) является наличие некой силы, искривляющий траектории планеров (и всего остального). Заметим, что эта сила будет действовать на все тела. Более того, на все эти тела она будет действовать одинаково.
Что ж, у нас на виду есть одна такая сила. Она действует на всё, от неё невозможно укрыться, и её воздействие на все тела (а именно, ускорение придаваемое ею телам) одинаково. Как навязчиво подсказывает нам название публикации, это, конечно же, гравитация. К счастью, мы вовремя осознали, что гравитация — всего лишь проявление того, что пространство искривлено. Осознать это нам помог Альберт Эйнштейн, скромный служащий патентного бюро в Швейцарии и один из величайших учёных человечества (несомненно, когда-нибудь на Сарлаке молодой и талантливый философ Хэн-Штен тоже объяснит придуманную Ниу-Таном силу через кривизну).
Давайте наглядно увидим это искривление на примере камешков, пролетающих возле карликовой планеты (спасибо Птаагх):
Птаагх услужливо отметили начальные положения камней и нарисовали их маршруты. Искривленные. Кроме среднего, который прямой. Что-то не так.
Мудрый Альберт понял так же и то, что пространство и время неотделимы друг от друга. Есть только единое пространство-время. И искривляется не только пространство, но и время. «Но!», скажешь ты, читатель, «как может время быть кривым?». Мы не будем углубляться в дебри и скажем лишь одно. Искривление времени наблюдается нами как ускорение. За равные промежутки времени наши камни будут проходить всё большее расстояние. Обратимся ещё раз к спутнику Птаагх:
Здесь маршруты изображены не непрерывно, а в виде отдельных сегментов, пролёт каждого из которых занимает одно и то же время. Альберт прав!
Однако, нам известен ещё один случай, когда тела двигаются относительно нас с одним и тем же ускорением. Такое происходит, если мы сами двигаемся ускоренно. С нашей точки зрения всё окружающее будет перемещаться с одинаковым ускорением (тем самым, с которым перемещаемся мы, но направленным в противоположную сторону). Это сходство было отмечено Эйнштейном и названо им принцип эквивалентности. Как же отличить настоящее искривление пространства-времени от кажущегося, вызванного нашим ускоренным движением?
Птаагх расположили четыре камня в вершинах ромба недалеко от поверхности планеты, отпустили их и сделали два снимка в один кадр в разные моменты времени (стробоскопия):
Ромб вытянулся в направлении «силы гравитации» и сжался в поперечном. Это происходит из-за того, что ускорения направлены не параллельно друг другу, а к центру планеты. И ускорение увеличивается, когда мы приближаемся к планете. В результате этого тела, которые ближе к планете, двигаются быстрее, а тела по бокам сходятся к середине.
Такое воздействие, растягивающее тело в направлении гравитации и сжимающее в поперечном, называется приливными силами. Именно приливные силы и являются настоящим проявлением гравитации.
Для математически подкованного читателя: метрика наблюдателя, покоящегося в поле гравитации локально совпадает с метрикой наблюдателя, перемещающегося с правильно подобранным ускорением. Совпадает и первая производная метрики. А вот вторая производная уже отличается, и именно она и является математическим «образом» приливных сил
Когда гравитация какого-нибудь тела или системы тел быстро меняется (как, например, при вращении двух чёрных дыр вокруг общего центра), «картина» искривления пространства-времени не успевает сгладиться, когда уже образуется новая. По пространству-времени идёт «рябь». Эту рябь мы называем гравитационными волнами. Воздействие гравитационных волн проявляется в виде периодического растяжения и сжатия пространства-времени в двух взаимно поперечных направлениях, то есть, в виде приливных сил. При этом, разделяют две разных поляризации гравитационных волн: (+) и (?).
Вот так проявляются (+)-поляризованные ГВ:
А вот так — (?)-поляризованные:
Синяя сетка здесь изображает пространство.
А теперь подумаем: можем ли мы как-то «почувствовать» эти волны? Ответ, — да, можем.
Представьте железный шар. Когда пространство, в котором он находится, начинает сжиматься и растягиваться, атомы, из которых он состоит, начинают сближаться в одном направлении и удаляться в другом. Однако, действующие между ними силы не дают им двигаться так свободно, как надо. В результате этого, деформация шара несколько отстаёт от деформации пространства-времени. Относительно пространства-времени шар начинает вибрировать, сжимаясь и растягиваясь. И вот такие вибрации могут дать нам знать, что прямо сейчас сквозь шар проходят ГВ. К сожалению, деформации очень малы: относительное изменение размеров под влиянием зарегистрированных в сентябре 2015 года ГВ равно десяти в минус двадцать первой степени. Я выпишу это число:
0.000000000000000000001
Если бы шар был в 3 раза меньше Земли, изменение его размера было бы равно диаметру одного протона. Поэтому, идея цельных детекторов ГВ несколько неудачна.
Сейчас вместо сплошных шаров используют полые «буквы Г», с бегущими внутри них лазерными лучами. Именно так устроен знаменитый LIGO. Изменения размеров «рукавов» детектора проявляются в виде изменений фаз лазерных лучей, которые можно определить в результате сложения двух лучей. Более подробно об этом я, возможно, напишу когда-нибудь потом. А тем, кому не терпится, рекомендую вот эту статью за авторством Shkaff, в которой, наряду с прочим, подробно описано, как работает LIGO.
Император Сарлака Грант Сциентикус III очень любил геометрию. И любовь его была настолько сильной, что однажды он решился на кощунство — проверить её экспериментально. Это было неслыханным делом: шутка ли, как можно геометрию, совершеннейшее детище чистой логики марать какими-то приземлёнными экспериментами? Сам великий геометр Хэфклит приехал посмотреть на это.
Ранним утром Грант отправил двух лучших планеристов в разные стороны, строго-настрого наказав им пролететь ровно сотню километров (на самом деле, расстояние было равно ста тридцати скелам, но это почти не отличается от ста километров) никуда не сворачивая, строго по прямой, сливая краску из прикрепленных к планерам баков по пути.
Как вы уже, наверное, поняли, таким способом он хотел проверить теорему о сумме углов треугольника. Пункт отправления двух планеристов и пункты их назначения должны были стать вершинами этого треугольника.
Не затягивая историю, сразу перейдём к кульминации: сумма углов оказалась больше, чем 180 градусов.
***
Здесь должно быть высокохудожественное и длинное описание всеобщего потрясения.
***
Хэфклит был настолько шокирован исходом эксперимента, что решил своими глазами посмотреть на горе-треугольник и прошёл ускоренные курсы полётов на планере. Давайте посмотрим на снимок того, что он увидел, любезно предоставленный нам спутником наблюдения, запущенным на орбиту Сарлака цивилизацией Птаагх, чьи представления о том, каким должен быть спутниковый снимок несколько отличаются от наших.
«Чёртовы летуны!» — воскликнул Хэфклит, «даже курс ровно выдержать не смогли!». Однако, на собрании, созванном во дворце Гранта по случаю открытия Хэфклита, «чёртовы летуны» заявили, что с курса не сбивались, и даже показали исписанные приборами ленты, по которым стало ясно, что они не поворачивали. И тут подал голос философ Ниу-Тан.
— Очевидно, — сказал он, — что и с летунами, и с геометрией всё в порядке. Я предполагаю, что линии полёта искривились из-за того, что на планеры действовала какая-то неизвестная нам сила, притягивающая их к центру треугольника.
Таким образом была спасена честь геометрии и найдена новая сила. А в уме Гранта родилось множество идей новых экспериментов.
Пожалуй, на этом мы могли бы закончить историю. Но, давайте посмотрим на ещё один из снимков спутника Птаагх:
Видите? Вы видите это? Да, как вы уже догадались, никто из жителей Сарлака не знал, что они живут на поверхности шара (причём, довольно маленького). И кривизна линий объяснялась всего лишь тем, что сама поверхность, на которой они нарисованы, была кривой. Однако, если вы не знаете о кривизне, то лучшим возможным объяснением (за исключением оптических иллюзий и неопытности летунов) является наличие некой силы, искривляющий траектории планеров (и всего остального). Заметим, что эта сила будет действовать на все тела. Более того, на все эти тела она будет действовать одинаково.
Что ж, у нас на виду есть одна такая сила. Она действует на всё, от неё невозможно укрыться, и её воздействие на все тела (а именно, ускорение придаваемое ею телам) одинаково. Как навязчиво подсказывает нам название публикации, это, конечно же, гравитация. К счастью, мы вовремя осознали, что гравитация — всего лишь проявление того, что пространство искривлено. Осознать это нам помог Альберт Эйнштейн, скромный служащий патентного бюро в Швейцарии и один из величайших учёных человечества (несомненно, когда-нибудь на Сарлаке молодой и талантливый философ Хэн-Штен тоже объяснит придуманную Ниу-Таном силу через кривизну).
Давайте наглядно увидим это искривление на примере камешков, пролетающих возле карликовой планеты (спасибо Птаагх):
Птаагх услужливо отметили начальные положения камней и нарисовали их маршруты. Искривленные. Кроме среднего, который прямой. Что-то не так.
Мудрый Альберт понял так же и то, что пространство и время неотделимы друг от друга. Есть только единое пространство-время. И искривляется не только пространство, но и время. «Но!», скажешь ты, читатель, «как может время быть кривым?». Мы не будем углубляться в дебри и скажем лишь одно. Искривление времени наблюдается нами как ускорение. За равные промежутки времени наши камни будут проходить всё большее расстояние. Обратимся ещё раз к спутнику Птаагх:
Здесь маршруты изображены не непрерывно, а в виде отдельных сегментов, пролёт каждого из которых занимает одно и то же время. Альберт прав!
Однако, нам известен ещё один случай, когда тела двигаются относительно нас с одним и тем же ускорением. Такое происходит, если мы сами двигаемся ускоренно. С нашей точки зрения всё окружающее будет перемещаться с одинаковым ускорением (тем самым, с которым перемещаемся мы, но направленным в противоположную сторону). Это сходство было отмечено Эйнштейном и названо им принцип эквивалентности. Как же отличить настоящее искривление пространства-времени от кажущегося, вызванного нашим ускоренным движением?
Птаагх расположили четыре камня в вершинах ромба недалеко от поверхности планеты, отпустили их и сделали два снимка в один кадр в разные моменты времени (стробоскопия):
Ромб вытянулся в направлении «силы гравитации» и сжался в поперечном. Это происходит из-за того, что ускорения направлены не параллельно друг другу, а к центру планеты. И ускорение увеличивается, когда мы приближаемся к планете. В результате этого тела, которые ближе к планете, двигаются быстрее, а тела по бокам сходятся к середине.
Такое воздействие, растягивающее тело в направлении гравитации и сжимающее в поперечном, называется приливными силами. Именно приливные силы и являются настоящим проявлением гравитации.
Для математически подкованного читателя: метрика наблюдателя, покоящегося в поле гравитации локально совпадает с метрикой наблюдателя, перемещающегося с правильно подобранным ускорением. Совпадает и первая производная метрики. А вот вторая производная уже отличается, и именно она и является математическим «образом» приливных сил
Когда гравитация какого-нибудь тела или системы тел быстро меняется (как, например, при вращении двух чёрных дыр вокруг общего центра), «картина» искривления пространства-времени не успевает сгладиться, когда уже образуется новая. По пространству-времени идёт «рябь». Эту рябь мы называем гравитационными волнами. Воздействие гравитационных волн проявляется в виде периодического растяжения и сжатия пространства-времени в двух взаимно поперечных направлениях, то есть, в виде приливных сил. При этом, разделяют две разных поляризации гравитационных волн: (+) и (?).
Вот так проявляются (+)-поляризованные ГВ:
А вот так — (?)-поляризованные:
Синяя сетка здесь изображает пространство.
А теперь подумаем: можем ли мы как-то «почувствовать» эти волны? Ответ, — да, можем.
Представьте железный шар. Когда пространство, в котором он находится, начинает сжиматься и растягиваться, атомы, из которых он состоит, начинают сближаться в одном направлении и удаляться в другом. Однако, действующие между ними силы не дают им двигаться так свободно, как надо. В результате этого, деформация шара несколько отстаёт от деформации пространства-времени. Относительно пространства-времени шар начинает вибрировать, сжимаясь и растягиваясь. И вот такие вибрации могут дать нам знать, что прямо сейчас сквозь шар проходят ГВ. К сожалению, деформации очень малы: относительное изменение размеров под влиянием зарегистрированных в сентябре 2015 года ГВ равно десяти в минус двадцать первой степени. Я выпишу это число:
0.000000000000000000001
Если бы шар был в 3 раза меньше Земли, изменение его размера было бы равно диаметру одного протона. Поэтому, идея цельных детекторов ГВ несколько неудачна.
Сейчас вместо сплошных шаров используют полые «буквы Г», с бегущими внутри них лазерными лучами. Именно так устроен знаменитый LIGO. Изменения размеров «рукавов» детектора проявляются в виде изменений фаз лазерных лучей, которые можно определить в результате сложения двух лучей. Более подробно об этом я, возможно, напишу когда-нибудь потом. А тем, кому не терпится, рекомендую вот эту статью за авторством Shkaff, в которой, наряду с прочим, подробно описано, как работает LIGO.
Поделиться с друзьями
Shpiler
Всё это искривление пространства хорошо объясняет силу гравитации, когда тело движется. Вроде как да, летит себе по прямой, но в кривом пространстве получается (суб)орбита, а нам кажется, что это сила траекторию загнула. Окей, допустим. Но как с помощью этого объяснить силу, которую моя гантеля прямо сейчас оказывает на пол?
tajimura
Так как ваша гантель никакого движения поперёк направления «гантель — центр Земли» не имеет, искривляется только временная компонента её траектории — гантель ускоряется к центру Земли, пол ей не даёт это двигаться, то есть придаёт ей противоположно направленное ускорение, то есть воздействует на неё с некой силой. А дальше третий закон Ньютона, вуаля, гантель давит на пол.
Объяснение, конечно, не идеальное, но грубых ошибок в нём нет.
EndUser
Вопрос детства: если я держу гантелю на вытянутой руке неподвижно, то я, с точки зрения механики, работу совершаю нулевую. Не совершаю работы. Почему я устаю?
Не то, чтобы я так стремился добиться ответа, но один-три вроде-бы-физика, не ответили. Наверное, не физики.
BubaVV
Расслабим руку на 1 миллисекунду например. Гантель чуть просядет, и надо будет приложить силу чтобы вернуть ее на место. А отрицательная работа в этом случае теряется безвозвратно
Fullmoon
я, с точки зрения механики, работу совершаю нулевую. Не совершаю работы. Почему я устаю?
По той причине, что мыщцы у вас — не механическая система, а биохимическая.
Как я понимаю (поправьте, если кто разбирается), мышечные волокна не могут оставаться сокращёнными непрерывно, и на каждое сокращение требуется порция энергии.
Ну и вдобавок, как правильно отметили выше, на макроуровне статическая нагрузка опять же сводится к небольшой, но постоянной динамической.
echo_mont
Как вы не совершаете работу, если вы противодействуете гравитации? На вас медленно едет грузовик, вы упираетесь, пытаясь помешать ему двигаться. В этом случае вы тоже не совершаете работы? У меня был приятель-художник, который не мог понять, почему пуля, выпущенная из ружья падает на Землю. Тоже самое объяснение.
Fullmoon
Как вы не совершаете работу, если вы противодействуете гравитации?
По определению.
На вас медленно едет грузовик, вы упираетесь, пытаясь помешать ему двигаться. В этом случае вы тоже не совершаете работы?
Да. По определению.
У меня был приятель-художник...
Я — не он.
taumag
Тогда объясните, почему в космосе в отсутствии гравитации рука не будет уставать? Работа перестала совершаться? )
Fullmoon
Тогда объясните, почему в космосе в отсутствии гравитации рука не будет уставать?
С чего вы взяли такую чушь, что не будет?
И да, работа не перестала совершаться, потому как и не совершалась изначально.
taumag
С чего вы взяли такую чушь, что не будет?
А с чего бы ей начать уставать при удерживании гантели?
Fullmoon
Потому что про невесомость вы ничего не сказали. Вы сказали безграмотное „в отсутствие гравитации“.
Объяснять вам, что такое невесомость я, уж простите, не буду. Вопрос школьный, вы вполне сможете разобраться в нём сами, а мы и так далеко ушли от темы.
saboteur_kiev
С того, что удержание гантели заключается в том числе и в сжатии пальцев, в противном случае рука разожмется и гантеля может отлететь от вас, схватить заново уже может не получиться.
echo_mont
рука также будет уставать, если толкать груз. И дело в невесомости не в гравитации, а в воздействии тел друг на друга. Да, вам стоит в школьный курс окунуться.
Fullmoon
Ещё раз. Рука будет уставать, потому как усталость — биохимический феномен, следствие сокращения мышечных волокон, и факт никак строго не зависит от работы, совершённой над другим телом. Можно толкать груз, совершая работу, можно толкать стенку, не совершая работу.
Невесомость там или нет — вопрос совершенно параллельный.
echo_mont
да вы и сами редкий феномен! Рука совершает ку-руботу и противодействует ку-энергии, а все мы — зеленые человечки, живущие в ку-Вселенной! Больно читать такое на уважаемом ресурсе. Ваши вопросы — уровня мейлру ответ. Вас на гугле забанили, что вы не можете найти ответ на вопрос почему устает рука держащая гантелю?
Ладно. Я потрачу свое время лично на вас. Хотя я и не верю в прогресс тех людей, которые, пока я зубрил и бегал по физическим олимпиадам, сидели на задних партах и занимались не пойми чем, а теперь они набирают себе карму на вопросах уровня моего сына 5 лет. Но он не умеет пользоваться интернетом, а вы наверное даже где-то получаете деньги за свои знания и навыки.
Итак.
Когда вы держите гантелю в руке, на неё(как и на вас и всех нас) действует сила притяжения Земли. Вы противодействуете ей.
Еще раз.
Вы противодействуете Земле. Планете. Её притяжению. Гравитации.
И тем самым ваши мышечные волокна и ли что там у вас, если вы робот — то совершенство ковки кузнеца и атомы железа противодействуют силе притяжения.
Все. Классическая механика в чистом виде.
Другой пример — вы поднимаетесь по лестнице. Удаляетесь от гравитационного центра Земли. И противодействуете гравитации. Боретесь с ней, не сдаетесь ей, и вот вы — весь в поту. Поработали, молодец!
Невесомость.
Другая ипостась вашего сознания, но не физических законов.
Невесомость место почти без гравитации. У объектов нет ВЕСА, но есть МАССА.
Как какой-то школьник тут же пытался доказать из разряда аргументов ”по-определению” и более мощного: ”ну и что??”.
Итак.
В невесомости нет ВЕСА, вы не производите работу противодействия Земле. (На Юпитере все будет намного сложнее, вес превысит ваш).
В невесомости есть другое свойство тела(подобное и никуда не деваемое) — МАССА.
И если тело хоть в 2-3 раза больше вашего по массе, то не вы толкнете это тело, а оно -вас.
Мне стыдно это все разжевывать, потому что я делаю это совершенно зря — вы также будете и дальше упираться и спорить ниочем.
Из-за таких как вы, все серьезные люди отвернулись давно от хабра и теперь тут засилие горе-новых-IT-крутых специалистов ниВчем.
Fullmoon
Мне стыдно это все разжевывать, потому что я делаю это совершенно зря — вы также будете и дальше упираться и спорить ниочем.
Ну что вы. С вашей аргументацией, естественно, не поспоришь.
tajimura
Простите великодушно, но вы неправы. Неподвижно сопротивляясь силе (даже стиснув зубы и истекая потом) механическую работу выполнить невозможно. Если хотите это опровергнуть, милости просим, постройте механический двигатель, получающий энергию от неподвижно сопротивляющегося ему тела.
echo_mont
Бог с Энштейном, о нашем, о земном.
Я попытался объяснить человеку, почему устает рука с гантелей. Как построить двигатель на этом — вот вопрос! Какой тут мб двигатель если вы только расходуете энергию? Вы ей тратите, не приобретая ничего взамен. Она уходит на сопротивление гравитации, какой тут мб двигатель?
Если же вы хотите собрать двигатель, который собирает энергию опускания руки с гантелей, то он невозможен потому, что получая энергию на опускании тела с высоты, вы тоже самое расходуете на поднятие тела на ту же высоту. Это вы, конечно, знаете прекрасно и сами.
У меня есть 1 шикарный довод на счет собирания энергии. Уважаемый японский Приус как раз при торможении и преобразует энергию сопротивления движению в электрическую и наполняет свою батарею. Конечно, он вырабатывает её сопротивляясь трению, но ведь Приус и спускаясь с горы тормозит. Я надеюсь у вас нет возражений, что Приус спускается с горы накатом(как и любой другой автомобиль) исключительно благодаря силу притяжения Земли? Я не оговорился в склонении слова ”силу”, потому что если бы не гравитация в классическом, ньютоновском виде, и сила трения — это то, за счет чего Приус может функционировать так успешно.
Но потом этот же наш Приус и тратит всю накопленную энергию на разгон и набирание высоты в гору. И даже + бензиновый мотор, потому что есть потери на преобразовании энергии торможения — в электрическую. Тоже самое трение, черт его подери! Но сила трения сама по себе крутая штука, ведь без неё не было бы детей и всего предшествующего этому прекрасному явлению!
tajimura
Такое ощущение, будто вы пытаетесь качество ваших постов компенсировать их объёмом. Простите, но опуститься (а с вашей точки зрения — подняться) на ваш уровень, чтобы диалог был симметричным я не хочу. Вот совсем. Всего хорошего.
echo_mont
меня не волнуют чьи-то ощущения. Мне они безразличны. Меня интересует истина, которая доступна сейчас для всего человечества благодаря его научному прогрессу и научному подходу. Который начался много тысяч лет назад и которому я благодарен.
И мне, вобщем, понравилась ваша статья, кроме картинки №5, которую если даже Вы сами и поняли, то не разжевали толково. И все бы ничего, но оказалось, что человек, который постит такое, не разбирается в элементарном. Зато дописывает себе гордое «физик-теоретик».
Пишите и и дальше про свои корабли, бороздящий Большой театр, Энштейна и картинки про ОТО и СТО, tajimura. Успехов!
SquareIronBox
Остановитесь! Пощадите! Каждый пункт вашего повествования вызывает большие вопросы.
echo_mont
например? Миньоны на моей аватарке?
TheShock
Как вы рассмотрели что там на аватарке?
echo_mont
какие вопросы вызывает мой пост? что там не ясно и противоречит классической механике, которая отлично работает на Земле, возле неё на орбитах и которая лишь часть ОТО-СТО. Я жду аргументированный ответ, а не хихикающее девчачье собирание лайков SquareIronBox
saboteur_kiev
«В невесомости есть другое свойство тела(подобное и никуда не деваемое) — МАССА. И если тело хоть в 2-3 раза больше вашего по массе, то не вы толкнете это тело, а оно -вас.»
Любые два тела, вне зависимости от разницы масс между ними, могут толкнуть друг друга. Просто более тяжелое тело сможет придать более легкому бОльшее ускорение.
Что же касается работы, то рука — совершает работу. Мышцы выполняют микродвижения не только, чтобы удержать гантелю, но и чтобы просто удержаться на определенном месте. Если их расслабить, они гантелю в первую очередь просто выпустят. В то время как робот, держа гантелю, в зафиксированном положении, никакой работы не выполняет. Это как гантеля, лежащая на скале — они покоятся, а не выполняют работу.
Вот честно, стыдно это разжевывать.
echo_mont
Почему? Почему ваша рука совершает эту работу, ваши микродвижения и прочие
чушь, расслабления?? Самостоятельно все обдумайте и дайте сами себе это ответ, если мой вам не годится.HurrTheDurr
Вообще, хороший вопрос.
Статические конструкции — весьма неудачная аналогия, тяжело представить такие маленькие и абстрактные перемещения. Представьте лучше страховочную лебедку: чем ниже опускается гантель — тем сильнее зажимается тормоз, до полной остановки. Потенциальная энергия гантели будет превращаться в кинетическую, которая потом уйдет на все более усиливающееся торможение.
В мышцах и электродвигателях нет тормоза, который будет зажиматься сильнее по мере опускания гантели. Нет способа законсервировать потенциальную энергию в самой конструкции и, с высокой эффективностью, скомпенсировать ею силу притяжения. Кинетическая энергия превращается только в тепло и разрушение молекулярных связей, без каких-либо других полезных побочных эффектов. Поэтому гантель будет непрерывно превращать свою потенциальную энергию в кинетическую, а вы будете это превращение непрерывно компенсировать, создавая виртуальное механическое напряжение в своей не-жесткой конструкции.
Никакого нарушения законов сохранения тут нет: гравитация выполняет работу по сближению гантели и Земли, безусловно, но вы тут же выполняете работу по разделению гантели и Земли, возвращая все на круги своя. Только делаете вы это с низкой частотой, с низким КПД, вообще никак не переиспользуете высвобожденную гантелей кинетическую энергию и, в процессе, устаете.
Это можно проверить: абсолютно черная тор-образная конструкция, предположительно, должна остывать быстрее чем абсолютно черный шар с такой же массой и площадью излучающей поверхности, потому что тор будет стремиться схлопнуться в сферу под действием гравитации и постоянно этому сопротивляться, колеблясь, а сфере схлопываться особо уже некуда.
Другое предположение: остывать они будут одинаково, но, на сверхнизких температурах, гравитация неизбежно возьмет верх над жесткостью конструкции, сопротивляться ей станет не за что, поэтому тор начнет схлопываться в сферу, а сфера — в точку.
HurrTheDurr
Робот (без тормозов) будет точно так же постоянно тратить энергию, сохраняя на валах своих двигателей удерживающий момент. Как только робот отключится — все его части отправятся превращать свою потенциальную энергию в кинетическую со всеми деформирующими последствиями…
Если тормоза есть или это не робот, а просто стальная балка — в конструкции, за счет ее упругости, появится механическое напряжение. Во время нарастания напряжения (а оно всегда не мгновенно, абсолютно упругих тел не бывает) гантель будет совершать колебательные движения, пока вся «лишняя» энергия не рассеется — в виде тепла, звука (включая передачу напряжений дальше в опору и, что важно, в саму землю) или разрушения межмолекулярных связей. В это время выполняется работа и гантель колеблется, опускаясь все ниже и ниже, изгибая опору! Но, в итоге, на дальнейшее совершение работы, энергии не останется: часть рассеется, а остаток будет запасен в виде механического напряжения, которое скомпенсирует вес гантели и будет непрерывно удерживать ее с КПД -> 1.
echo_mont
ну наконец-то кто то отписался достойный. Браво! Светлая сторона силы уже не моей стороне! То, о чем вы говорите про удерживающий момент и лебедку — это сила ускорения свободного падения тела.
Я знал, что тут есть адекватные люди, как впрочем и везде.
echo_mont
я не понимаю смысла выражения «по определению».
Fullmoon
Возьмите школьный учебник по физике и прочитайте там определение работы. Вот по соответствию ему.
DoctorManhattan
Я вижу это так:
На вас сверху давит гантеля. С той же силой на вас дополнительно снизу давит земля то есть помогает вам ее держать. Если бы у вас была жесткая подпорка от бедра до кисти руки — вы бы не уставали. Но ваше тело не совершенно: мышечные волокна, которые потдерживают вашу руку, не могут «закостенеть» они мягкие и на подержание их в твердом состоянии требуется энергия. Это вы воспринимаете как усталость.
frnch
Потому что перепутали физиков и физиологов. Повесьте гантелю на чем-нибудь без физиологии, и усталости не пронаблюдаете.
tajimura
Отец точно таким же вопросам меня терроризировал в подростковом возрасте, вспомнил, улыбнуло. Насколько я знаю, мышцы, чтобы оставаться сокращёнными, расходуют химическую энергию (сжигают атф). Может и неправильно, я не биолог.
frnch
Упрощая — имеет место утечка энергии, система не оптимизирована под статику. Работа совершается на восполнение утечки. Ракета может зависнуть на тяге своих двигателей, и совершать массу работы при неподвижности.
Regis
Нет, сама по себе неподвижно зависшая ракета с точки зрения механики работы не совершает. Хотя в таком виде её рассматривать некорректно — правильней рассматривать систему из ракеты и испускаемых из нее газов. В этом случае центр масс системы будет непрерывно опускаться вниз.
Zenitchik
Элементы мышц на самом деле не постоянно остаются сокращёнными, а сокращаются и расслабляются с высокой частотой. Общее сокращение мышечного волокна происходит за счёт сглаживания этой «пилы» упругими элементами. А когда мышца начинает уставать — частота падает и её становится видно невооружённым глазом.
sonik_spb
Невооружённым глазом — это когда уже руки трястись начинают(в нашем эксперименте)? :)
Sergey_34
Почему же нулевую? Работа, которую вы совершаете, вполне реальная. Вспомните про лебедя рака и щуку
Если бы мы взяли одно лебедя, прикладывающего свою силу, то было бы реальное перемещение, которое можно было бы замерить и получить количественное значение совершённой работы по классической формуле. Однако, ввиду других участников, перемещения нет, но, сила, совершающая данную конкретную работу всё-равно прикладывается только работа идёт уже не на передвижение конкретной массы, а на компенсацию отрицательной работы. Вот и тут так же, только с силой тяжести.
me21
Это не так. По определению, работа равна силе, умноженной на перемещение. Перемещение в данном случае равно нулю.
В примере с ракетой работа совершается, потому что разгоняется и движется газ из сопла ракетного двигателя.
ABy
Ну тогда лебедь перемещает воздух своими крыльями, шука — воду, и только рак бездельничает (если не буксует).
me21
Строго говоря, так оно и есть. Только работа идёт на перемещение воздуха и воды, а не на перемещение груза.
А в примере с удержанием груза в руке совершаемая работа идёт на нагрев мышечных волокон руки.
В целом ты прав, работа совершается, только к грузу она никакого отношения не имеет. Как написал ниже nvksv, они могли бы пень тянуть, каждый в одиночку. Поэтому считать, какую работу по перемещению груза совершил бы один лебедь, не имеет смысла.
Psychosynthesis
У вас неверное определение, в данном случае верно следующее:
nvksv
Классическая же формула:
. Вы прикладываете силу F и под воздействием этой силы перемещаете что-то на расстояние s — тем самым Вы совершаете работу и расходуете энергию. Если нет перемещения (в зачет идут даже самые маленькие, не видимые глазом) — нет и работы: все трое на рисунке выше прикладывают силу, но если груз неподвижен, работы по его перемещению не создается. Вся их усталость будет ровно такой же, если бы они в одиночку тянули пень — и причины у нее будут чисто физиологические, как уже написали. С тем же успехом можно заменить кого-нибудь из них (или даже всех сразу) пружиной. Сила тяжести аналогично — гантель, лежащая на полу, работы не производит, хотя сила тяжести очень даже присутствует. То же самое и для досок пола, и для всего дома, и для гор, окружающих мой город — работы не производит никто.
EndUser
BubaVV,tajimura, frnch (вторая реплика) — сильный аргумент. Спасибо!
frnch (первая реплика) — а что значит «перепутали физиков и физиологов»? физиология нарушает законы физики?
Временной затычкой покуда было такое рассуждение: если масса инерции и гравитации эквивалентны, я трачу усталость на разгон гири такой массы в невесомости этой же силой на протяжении такого же времени. Но я слегка не был уверен в справедливости такого суждения.
Pshir
Zenitchik
Всё-таки устают, хотя и очень медленно. На этом основан способ открытия раковины морской звездой: её амбулакральная система либо действительно не устаёт, либо устаёт ещё медленнее.
4ebriking
Я тоже допытывался в примерно старших классах на этот же вопрос — что замена меня палкой позволяет груз держать вечно, почему же я — устаю? Ответ был неожиданный — мышцы не сухим трением работают, а мокрым, они как бы постоянно ползут (вверх, даже что б остаться на месте) по мокрому-сколькому канату (при том ещё и довольно упругому), вся сила мышцы — непрерывная частое-частое перебирание ресничками по волокну, чуть ослабил — сползла-съехала… Там всё сложнее, мне чисто аналогия для понимания нужна была…
saboteur_kiev
Я никак не могу понять, почему искривление пространства вызывает именно силу.
Я могу понять, что если некто бросил мяч вдоль планеты, то мяч пролетел по искривленному планетой пространству, что для наблюдателя выглядит как то, что мяч полетел по кривой.
Но я не могу понять, почему искривленное пространство СОЗДАЕТ силу притяжения?
Та же гантеля — ее никто не кидал и не ронял. Она просто лежит на полу. Её даже подняли — придали вектор и силу в противоположном направлении. Как искривление пространства заставляет ее развернуться назад к планете?
Или сила притяжения и гравитация разные вещи? Запутался.
frnch
Сила притяжения и между магнитами присутствует, а гравитации там нет.
Тут суть-то в чем — все силы являются продуктом или ускоренного движения, или взаимодействия с полями.
И так уж вышло, что с концепцией гравитационного поля, которое могло бы действовать как электрическое или магнитное, полный несходямс. Не налезала модель ПОЛЯ на явление гравитации так же хорошо и ладненько, как на электромагнетизм. Где, черт возьми, гравитационное отталкивание? Как это все пришить к электромагнетизму, получив гравиэлектромагнетизм? А если нельзя пришить, то почему нельзя?
Да, формулка про притяжение масс есть, очень удобная для ряда случаев. Но Эйнштейн начал думать в ту сторону, в готорой нельзя получить гравиэлетромагнетизм — думал о возможных причинах, по которым это вообще впринципе нельзя было бы сделать.
И получил новую модель происходящего — пространство кривое под действием масс. Ну так, в порядке бреда, господа. И получили просто еще одно математическое описание всего этого бардака с притяжением. Но это описание было тем хорошо, что давало интересные предсказания по части явлений, которые пока не наблюдались, но должны бы быть согласно этой модели из популярного — гравитационные линзы и гравитационные волны.
Elrond16
>И так уж вышло, что с концепцией гравитационного поля, которое могло бы действовать как электрическое или магнитное, полный несходямс
Почему же? ОТО можно математически эквивалентно переформулировать как полевую теорию с тензорным полем над плоским пространством Минковского. См. Зельдович, Грищук «Тяготение, общая теория относительности и альтернативные теории». Только ОТО в геометрической формулировке проще и удобнее.
torbasow
Просто это искривление надо рассматривать в четерёхмерном пространстве времени. Когда гантель просто лежит (в трёхмерном пространстве), в четырёхмерном она всё равно имеет траекторию, и эта траектория остаётся прямой лишь за счёт компенсирующей силы.
Ага, ниже об этом же уже написали подробнее и с формулами.
Hoshi
Гантеля не просто лежит на полу, она движется во времени, а так как пространство-время кривое то гантеля должна, для равномерного движения во времени, сдвигаться в пространстве. Опора ей этого не даёт, поэтому возникает сила действующая на опору. Как-то так.
TheShock
И из-за опоры она движется во времени неравномерно?
Bronx
Непрямолинейно.
TheShock
Кстати, почему во времени все движется и с приблизительно равной скоростью?
Zenitchik
Потому что скорость света очень велика, чего, как правило, нельзя сказать о пространственной составляющей скорости.
Fullmoon
Потому что в пространстве это „всё“ движется относительно нас с достаточно малыми скоростями.
Ниже tajimura упоминает про аналогию: пространственная скорость и „временная скорость“ — это проекции вектора 4-скорости длиной с. Чем больше одна проекция, тем меньше другая.
Аналогия эта неверная, так как пространство у нас псевдоевклидовое, но достаточно наглядная.
kauri_39
Искривлённое пространство, конечно, не создаёт силу притяжения. Это материя создаёт её, влияя на пространство. На пустоту она влиять не может, она влияет на окружающую среду, меняет её свойства. Но и среда по-своему влияет на содержащуюся в ней материю.
Сегодня эта среда называется вакуум — пустота по латыни. Чтобы отличать её от буквальной пустоты к слову «вакуум» добавляют прилагательные — физический и космический. Первое означает способность среды влиять на поведение частиц материи, а второе — на поведение их гигантских масс, на разлёт скоплений галактик. А всё потому, что она обладает плотностью. Говорят, что вакуум — это энергетически плотная среда.
Но можно не следовать этой моде, введённой Эйнштейном, а называть среду её изначальным именем — эфир. Так проще описывать явления с его участием — словесно и математически. Математику Карлу Пирсону это удавалось.
Оказывается, этот математик в конце XIX века допускал существование дополнительного измерения, которое служит источником эфира для нашего пространства. Материя постоянно поглощает эфир, является для него «стоком». На основе этих представлений он вывел ньютоновскую формулу притяжения.
Но судьба эфира, поглощённого материей, не была им решена. Его последователь Адольф Шотт завёл эту проблему в тупик. Он полагал, что эфир накапливается в частицах материи, увеличивая их размеры. Но такого следствия не обнаружили и о теории Карла Пирсона забыли.
Однако открытие ускоренного расширения Вселенной обязывает вновь вернуться к идее Пирсона о дополнительном, пятом измерении. Лучше допустить его существование, чем существование ничего не объясняющей тёмной энергии. С ним легко объяснить, почему эфир расширяется, а плотность его при этом не падает. Просто он постоянно и повсеместно уплотняется новыми эфиронами, которые образуются в существующем эфире благодаря 5 измерению. И это уплотнение тут же конвертируется в его расширение — в увеличение вселенского объёма эфира.
Аналогичный процесс со своей «космологической постоянной» происходит при расширении ковра растений ряски на поверхности пруда. Новые растения, родившись благодаря дополнительному измерению — толщи воды и воздуха, уплотняют этот ковёр и побуждают его к расширению.
Благодаря 5 измерению решается и проблема в теории Пирсона. Поглощённый материей эфир не накапливается в ней, а уходит в это дополнительное измерение. Если продолжить аналогию с расширяющимся ковром ряски, то дырка в нём от брошенного камня будет затягиваться, «притягивая» к себе всё, что содержится в окружающей её ряске. Ряска из дырки ушла вместе с камнем обратно в дополнительное измерение.
И подтверждения этому есть — согласно данным, полученным на основе ОТО и КТП. Если эфир поглощается материей, не накапливаясь в ней, то его плотность вокруг массивных тел должна быть постоянно сниженной, и к телам должен быть постоянный приток внешнего более плотного эфира.
Это должно иметь известные геометрические последствия — действие римановой геометрии в искривленном пространстве. Вдали от массивных тел из-за постоянного уплотнения эфира пространство плоское, геометрия евклидова. Кроме того, свет, идущий навстречу гравитационному потоку эфира, тормозится, и его частота, согласно эффекту Доплера, падает. Это называется гравитационным красным смещением.
Вблизи массивного тела плотность эфира снижена, поэтому де Бройлевская частота фотонов и частиц материи тоже снижена. Это подтверждает замедление там хода атомных часов — их кварцевый генератор управляется частотой излучаемых цезием фотонов. На орбите, в более плотном эфире, часы идут быстрее.
Эфир втекает в массивное тело с ускорением свободного падения, сообщая его свободно падающим на его поверхность телам. На поверхности они приобретают вес, их «придавливает» к ней поток эфира, пропорциональный их массе. Эта гравитационная масса эквивалента их инертной массе. Если эти тела ускорять в неподвижном плотном эфире, то при том же их ускорении они приобретут тот же вес.
Да, при таком понимании гравитации уже не нужна тёмная материя, но об этом я уже не раз говорил.
choupa
Вас, я очевидно не переубежу, но для остальных прокомментирую.
Это разновидность теории гравитации Лесажа. Она имеет как ряд теоретических трудностей, так и опровергается экспериментом (Википедия в помощь).
Пятое измерение призвано решить всего одну из теоретических трудностей теории Лесажа — откуда берёт и куда девается то, что вы называете эфиром. Пятое измерение — это костыль, который подсоединяет к каждой точке нашего пространства трубу. По ней эфир накачивается и скачивается обратно. Как именно и почему, разумеется, вы не берётесь объяснить. Также нет никакого объяснения, почему мы живём на четырёхмерном «листе» этого пространства, и ничего, кроме эфира с дополнительным измерением не взаимодействует.
Кроме того, когда вы вводите дополнительное измерение, то потрудитесь объяснить, что у вас с там с группа вращений происходит и т.п. Ответ, разумеется, опять нет.
Поэтому ваше измерение — на самом деле никакое не измерение, а просто наукообразная замена слову «чудо».
Ну и физика взаимодействия частиц и излучения с эфиром (когда вы рассуждаете о замедлении времени) очевидно не подтвердится экспериментом. Как минимум ваша физика анизотропна, т.к эфир движется, чего нет в действительности.
lavmax
Заранее извиняюсь за, возможно, дилетантский вопрос. Но разве гравитация не искривляет наше пространство-время в пятом измерении?
Как, например, если взять двухмерную плоскость где x и у от минус до плюс бесконечности, а z = 0. Если мы пустим ее волнами например вдоль х, то х и у останутся без изменений, а вот z получит новый диапазон от минус поламплитуды волны до плюс поламплитуды волны. Т.е. при искривлении двумерного пространства, оно получает изменения именно в третьем измерении. Собственно не введя третье измерение, у вас просто не получится описать кривизну двумерного пространства мне кажется (хотя могу и ошибаться, может и есть способ).
Другими словами, разве само понятие "искривление" не предполагает наличия нового измерения, в котором будет происходить искривление?
tajimura
Есть внешняя (extrinsic) кривизна, а есть внутренняя (intrinsic). Вот цилиндр, например, искривлён в третьем измерении, у него есть внешняя кривизна. Но с точки зрения внутренней геометрии он плоский. Сумма углов треугольника равна 180°, отношение длины окружности к её диаметру равно числу пи. Можно цилиндр раскатать на плоскость без всяких деформаций и искажений. У сферы есть кривизна как внешняя, так и внутренняя (сумма углов треугольника больше 180°). А есть, например, диск Пуанкаре, внешней кривизны у него нет, а внутренняя — есть. «внешне» он плоский, но изобразить его на обычной евклидовой плоскости без искажений не выйдет — расстояния, которые на самом деле равны, будут выглядеть неравными.
Кривизна в ОТО это внутренняя кривизна, и, чтобы всё работало, совсем не обязательно, чтобы имелась ещё и внешняя. По ОТО даже и «внешности» никакой нет, в которой мог бы искривляться ПВ-континуум.
CaptainFlint
1. Не забывайте, что математический аппарат — это одно, а «как оно на самом деле устроено» — совсем другое. Когда мы раскладываем волну в ряд Фурье, никто в здравом уме не начнёт рассуждать, что какой-нибудь одиночный фотон в нашей физической реальности — это на самом деле комбинация бесконечного числа реальных физических волн бесконечной протяжённости, существовавших и будущих существовать вечно. Это просто удобный для некотрых ситуаций способ вычисления. Искривление пространства-времени является математическим инструментом, описывающим явления гравитации, но имеет ли он под собой физическую основу или просто является удобным абстрактным способом описания — вряд ли кто-то знает.
2. Даже реальное искривление не всегда требует дополнительного измерения. Представьте бесконечную резиновую плёнку, лежащую на плоском полу. В одном месте кто-нибудь цепляет её и тянет на себя. Плёнка остаётся плоской, но в ней появляются разрежения и сгущения. Теперь звуковые волны, идущие в толщине плёнки, проходя по этому месту начнут искривлять свой путь из-за разных свойств звукопроводимости разреженной/сгущённой плёнки по сравнению с обычной. Получили аналог искривления пространства-времени с точки зрения звука, но дополнительное измерение не понадобилось.
lavmax
А вам не кажется, что понятие уплотнение приводит нас к понятию эфира. Т.е. либо пятое измерение либо эфир?
PS. Хотя понятие расширение тоже приводит нас понятию эфира, вроде.
CaptainFlint
Нет, не кажется. С чего бы вдруг? Таким макаром и физический вакуум можно эфиром назвать. Вопрос не в выборе терминологии, а в том, какое понятие вкладывается в термин. Понятие эфира было введено в своё время для описания распространения света в некой абсолютной системе отсчёта. Подобная теория эфира в настоящее время является несостоятельной, а сам термин — дискредитированным. При желании никто не мешает переиспользовать термин для описания современного научного представления о физическом вакууме и/или о свойствах ткани пространства-времени в полях гравитации (например, в средние века термин «атом» означал по сути молекулу и лишь с развитием химии получил своё современное трактование), но, разумеется, даже такой официальный возврат термина приведёт к большой путанице и потому крайне нежелателен. Особенно с учётом засилья эфирщиков, цепляющихся за изначальную трактовку, которым станет гораздо проще маскироваться под науку (и заодно вопить «мы же говорили»).
Дело в том, что все эти сгущения-разрежения не являются эфиром по очень простой причине: они не «вшиты» в пространство-время, а зависят от системы отсчёта. Теоретически, в вакууме Казимира скорость света тоже меняется, однако для него вы же не приплетаете ни эфир, ни пятое измерение. Просто меняются свойства пространства, которое является не пустотой, а набором полей и флуктуаций.
lavmax
Спасибо, теперь понял за что так не любят слово эфир :)
Если можно, еще вопрос, а планковская длина/время в разных плотностях/искривлениях ПВ-континуума разная или одинаковая?
CaptainFlint
На этот вопрос ответить не смогу, так как недостаточно подкован. Но комптоновская длина и время — это просто величины, которые участвуют в описании различных сущностей и эффектов, и надо уточнять, о чём конкретно идёт речь, потому что эти сущности могут вести себя по-разному. Ну и, разумеется, учитывать, что ОТО с квантовой механикой пока не получается нормально срастить.
Zava
Присоединяюсь к вопросу, но боюсь на него сейчас не ответит ни один физик. Вот почему.
Фактически, конечно, гравитация искривляет наше четырехмерное пространство-время, вот только в пятом ли измерении?
Действие гравитации хорошо описано в ТО, но плохо в квантовой физике. Обе теории прекрасно работают и дают предсказания, каждое в своем масштабе, и по логике они должны где-то пересекаться и как то перетекать одна в другую. Как это происходит — не понятно, скрестить ужа с ежом пока не удалось. Но, возможно, одна из теорий струн, ответит на этот вопрос. Сейчас их несколько, одна оперирует 26 измерениями, штук семь десятью, и есть еще М-теория — в этой одиннадцать пространственно-временных измерений.
Собственно, если ОЧЕНЬ сильно упрощать, то именно на ваш вопрос и пытаются ответить эти теории — куда, блин, девается гравитация? Почему она самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий (при том, что работает на огромных масштабах, с огромными массами). Предполагают, что гравитация размазана по бОльшему кол-ву измерений (если не по всем заданным теорией), что и объясняет ее слабость в наблюдаемых четырех.
В этом разрезе предположение, что гравитация искажает наблюдаемые нами 4-ре измерения через пятое, будет неполным. Очень может быть, что искажается и пятое и шестое и двадцать шестое.
Bronx
Возьмите сферические координаты, назовите радиальное направление «временем», а поверхность сферы — «пространством». Получили искривлённое пространство-время без дополнительных измерений.
Если каждая точка пространства движется по времени в направлении от центра, то получаем расширение пространства. И, заодно, точку «Большого Взрыва» (центр сферического пространства-времени), где пространство было сжато в точку, и где нет никакого геометрического смысла спрашивать «что было ДО Большого Взрыва?» — центр является началом времени, «до центра» нет ничего.
Если сфера расширяющегося «пространства» в какой-то момент времени оказалась не идеальной, а с небольшими вмятинами, то в следующий момент, в процессе раздувания, её отдельные точки будут двигаться не строго радиально, а с отклонениями, зависящими от глубины вмятин и отклонения нормалей к поверхности — так мы получаем взаимосвязь между локальной кривизной пространства и времени.
kauri_39
Вы меня не переубедили, поскольку не потрудились понять. В оперативности ответов я ограничен, поэтому и другим моим оппонентам лучше не спешить с ответами, чтобы избежать заблуждений. Как говорится, «это не мне дали 15 суток, это нам дали 15 суток.»
Гравитация Лесажа теневая. Притяжение в ней испытывают плотные тела, которые постоянно бомбардируются плотными частицами эфира, быстро летающими в пустоте. Два тела затеняют друг друга от ударов по ним эфиронами, и поэтому их придавливает друг к другу внешний для них эфир.
В моей модели гравитации материя имеет меньшую плотность, чем эфир. Поэтому скорей теория Эйнштейна является разновидностью теории Лесажа, у них обоих материя плотная, а пространство почти пустое. Я же не зря привёл аналогию эфира — это ряска, она плотная, а тело в эфире — это дырка в ней, и к дырке тянется прилегающая к ней ряска — аналог гравитационного поля.
Что является пятым измерением — сказано в моей первой публикации. Что не успел рассказать в публикациях, рассказал в комментариях. Этот «костыль» гораздо лучше тёмной материи, поскольку позволяет обходиться и без тёмной материи. А согласно Оккаму, одна не очень понятная сущность лучше двух совсем непонятных сущностей.
Есть простое предположение о связи плоскостности пространства Вселенной с её отсутствием в пространстве вокруг тел. Там и там — разная плотность энергии вакуума — разная плотность эфира. Это проще всего объяснить поглощением эфира материей. И его выводом в пятое измерение, которое означает многомасштабность вселенных.
Оно вовсе не чудо. Чудо — это необъяснимое без 5 измерения расширение среды с сохранением её плотности. Чудо — это необъяснимое без 5 измерения возникновение Вселенной около 14 млрд лет назад. Чудо — это необъяснимое без дополнительного измерения расширение ряски при её неизменной плотности.
Кстати, что у вас там с «группой вращений» в этом двумерном пространстве? Поворотам в плоскости ряски не мешает её свойство уплотняться и расширяться? А именно по этому её свойству и угадывают «двумерные разумные существа» наличие дополнительного измерения — толщи воды и воздуха. Так и мы должны догадываться о том же. Пятое измерение — это не ещё одно геометрическое измерение, это дополнительное свойство вселенского эфира.
С ним не нужна тёмная материя, поскольку эфир, втекающий в кластеры и в галактики, сносит к их центрам вращающиеся объекты. Он оставляет на орбитах только быстро вращающиеся объекты, скорость которых не может объяснить динамика Ньютона.
И поскольку межгалактическое пространство является «транспортёрной лентой» — несёт к галактикам вещество для образования новых звёзд, то это объясняет, почему галактики растут от центра — прирастают периферией. И почему во Вселенной не хватает средних галактик размером с Магеллановы облака. В них, согласно LCDM-модели, должна была превратиться часть карликовых галактик, но их «объели» массивные галактики, которым пространство транспортировало атомы и молекулы.
Как я понял, вы сомневаетесь в уменьшении частоты фотонов в гравитационном поле — в менее плотном эфире (энергетически плотном вакууме), что это не подтверждается экспериментами? В таком случае я сомневаюсь, что вы знаете принцип действия атомных часов. Там действительно их частота меньше относительно частоты в более плотном эфире — на земной орбите, например. Это учитывается поправками для часов в спутниках gps.
Вы правы в том, что мой эфир движется. Вселенная расширяется, и наш объём Хаббла, расширяясь, удаляется от её центра. Как выразились некоторые астрономы, если представить видимую часть Вселенной лужицей воды на столе, то по общему движению кластеров складывается впечатление, что стол слегка наклонили. Так образно объясняется тёмный поток.
Но и в объёме Хаббла эфир, расширяясь, движется. Относительно Земли он уносит от нас галактики. Поэтому их свет, летящий навстречу расширяющемуся эфиру, испытывает космологическое красное смещение. Аналогично объясняется и гравитационное красное смещение.
И ещё, не только я представляю гравитацию ускоряющимся потоком среды к поглощающей её материи. Тем же занимались некоторые физики, когда моделировали гравитацию чёрных дыр в поисках аналогов излучения Хокинга. В последнем успешном моделировании роль текущей к ЧД среды играли переохлаждённые атомы рубидия.
tajimura
Оккама на вас нет.
Zava
Какие 5 измерений? Вы о чем? Современная физика работает над моделями с 10, 11 и 26 пространственно-временными измерениями.
0x131315
Если мяч бросить — он летит по замкнутой траектории, и силу не создает — ускорения скомпенсированы.
А если мяч остановить — он упадет, за счет ускорения свободного падения. Именно это ускорение и воспринимается как следствие приложения силы к мячу: по ньютоновской физике любое ускорение — следствие приложения силы, что в реальности конечно же не так.
Реальность намного сложнее ньютоновской физики, поэтому ньютоновская физика — удел школы: для детей она достаточно проста, и с ее неточностями детям столкнуться вряд-ли грозит, по крайней мере в наше время низкой энергетики, в дотермоядерную эпоху.
В термоядерную эпоху ньютоновской физики будет уже недостаточно, даже детям.
saboteur_kiev
Простите, ньютоновская физика это не удел школы и не удел детей. Пользуясь формулами ньютоновской физики, отлично работает подавляющее большинство архитекторов и инженеров.
Не всем же GPS разрабатывать и ядерные рекаторы строить. Или вы скажете, что дети и школьники легко могут полностью разработать проект 30этажного дома?
MoonGoose
Напишу, как мне представляется логика перехода от сил к искривлению и обратно. (Да простят меня физики.)
Смотрите.
1. Летит материальная точка с постоянной скоростью в полной пустоте: сил нет, скорость ничего изменить не может, за равные промежутки времени она проходит равное расстояние
2. Летит она же, но теперь где-то появился массивный объект: сила притяжения есть, ускорение есть, скорость увеличивается в направлении силы, за равные промежутки времени тело проходит всё большее расстояние.
Эйнштейн посмотрел на пункты 1 и 2, глубоко затянулся и выдал МЫСЛЬ: «А что если во втором случае силы нет, но пространство уже не равномерное, а сжимается? Т.е., тело летит так же, с той же воображаемой скоростью, но из-за сжатия пространства проходит большее расстояние». Таким образом, мы заменяем действие силы притяжения изменением самого пространства и времени. Больше сила – больше искривление, чтобы в некоторых координатах скорость движения тела оставалась постоянной. Чтобы сохранить скорость той же при изменении кривизны пространства, нужно замедлять время (скорость-время-расстояние связаны все три же между собой). Те координаты, в которых нужно сохранять постоянную скорость, – 3 пространственных и одна временная; суммарный вектор скорости в этих координатах должен равняться c (скорости света в вакууме). Тело покоиться в некоторой системе отсчёта – пространственные компоненты скорости нулевые, временная равна с, время течёт как обычно; тело движется со скоростью света (фотон) – пространственная компонента равна с, временная равна нулю (время для тела в данных координатах не течёт).
Мы меняем силу на искривление, можем поменять искривление обратно на силу. Получился такой вот костыль для описания реального мира (физика и все остальные естественные науки и есть громадные костыли для описания реального мира). Потом этот костыль Эйнштейн начал приводить к математическому виду и выдал все те формулы и выводы.
tajimura
В случае гравитации всё-таки были причины перехода от сил к геометрии. Из четырех фундаментальных сил три — «избиратрльные». ЭМ действует только на заряженные частицы, сильное и слабое — только на некоторые из лептонов и кварков. Их можно экранировать, создавать такие области пространства, куда эти силы не проникают. А с гравитацией не так, она действует на всё, и экранировать её никак. Тут уже напрашивается мысль, что она в каком-то смысле «более фундаментальна», и должна быть неразрывно связана с самой «тканью» вселенной, быть её свойством.
VioletGiraffe
Мне кажется, это «виртуальная» сила. Как сила Кориолиса, которая является абстракцией, используемой для описания инерции тела. Или как центробежная сила, которая тоже инерция (первый закон Ньютона).
Поправьте, если аналогия некорректна.
nvksv
Хороший вопрос. Без шуток — действительно очень хороший вопрос. Эйнштейн думал над ним десять лет, и в итоге родилась ОТО. Ответ получился не менее шикарный, самая натуральная революция физической картины мира.
равны и у них, и у нас, поэтому мы фиксируем, что в наблюдаемой СО все процессы происходят медленнее, чем у нас).
. Справа — тензор энергии-импульса 
, содержащий в себе, помимо масс и энергий, еще и напряжения. Заметьте, что время нигде не выделено, оно входит в тензор кривизны на равных правах с пространственными измерениями (отчего болит голова у тех, кто курит квантовую механику, кстати).
Фишка в том, что наше пространство на самом деле не трехмерно. Оно — четырехмерно: три пространственных измерения и одно временное (псевдоэвклидово пространство-время Минковского). И самое главное — мы не находимся в нем в покое, мы постоянно движемся сквозь него. Со скоростью света, формируя мировые линии. Проще говоря, в собственной системе отчета (СО) мы видим только временную компоненту, наблюдая за другими — видим еще и пространственные (интервалы
Пространство-время искривлено из-за наличия масс. Главная формула ОТО об этом говорит прямо:
Слева в формуле — тензор Эйнштейна, получающийся из тензора кривизны:
В итоге: все атомы и молекулы нашего тела (и вообще всех тел) пытаются двигаться по геодезической (по инерции), но из-за кривизны пространства времени они натыкаются на другие атомы и молекулы. Получается электромагнитное взаимодействие электронных облаков и отталкивающая сила, которую мы называем реакцией опоры. Гантель, которую я держу на вытянутой руке, тоже хочет воссоединиться со своей геодезической (в трехмерном срезе — упасть на пол), но ей мешает моя рука и электрончики в ней. За счет силы мышц своей руки, я изменяю траекторию гантели с геодезической на другую, что с точки зрения самой гантели можно трактовать как воздействие ускорения или локальной гравитации (компенсирующей земную). С моей точки зрения мне приходится прикладывать силу, а поскольку я сделан из мяса, а не из чугуния, я трачу на это энергию даже при отсутствии пространственного перемещения гантели (энергия уходит на микродвижения и на утечки при мышечном сокращении).
Самое интересное то, что согласно ОТО все происходящее во Вселенной можно воспринимать исключительно из позиций своей ИСО, всего лишь добавляя гравитацию. Я поворачиваю руль, и во Вселенной возникает глобальная гравитация, поворачивающая ее так, как мне удобно. Почувствуй себя властелином Вселенной!
AndrewRo
Я тут набросал рисунок, как я это понял. Возьмём одно пространственное и одно временное измерения:
Я правильно понял?
AndrewRo
Немного поправил рисунок. По идее, по осям должна быть скорость, а не перемещение
nvksv
Нет. На такого рода графиках (пространственная координата по одной оси и время по другой) геодезическая будет изображаться прямой линией в отсутствии гравитации (параллельной оси времени для неподвижных тел) и параболой (коническим сечением) в сторону источника гравитации в случае ее наличия. Т.е. именно так, как подсказывает интуиция и память об уроках физики в школе. Замедление времени при этом показать нельзя.
Чтобы изобразить замедление, приходится рисовать что-то наподобие такого:
Здесь координаты построены для нашей ИСО и нарисованы еще координаты другой ИСО, движущейся относительно нас. В нулевой момент времени начала координат совпадают. Синяя линия — это то, где в движущейся ИСО окажется начало координат через 1 ед. собственного времени (нарисовано для всех скоростей; в классической физике это была бы горизонтальная линия). Красная линия — это то, где в движущейся ИСО в нулевой момент времени оказалась бы точка, отстоящая на 1 ед. собственного пространства (в классической физике линия сжалась бы до точки (1;0)). Для приведенного примера движущейся ИСО (система координат на точках X и U) проходящая через U черная почти горизонтальная линия — это ось расстояний через 1 ед. времени в будущем, проходящая через X почти вертикальная линия — ось времени на расстоянии 1 ед. от начала координат.
В итоге видно, что:
1) В движущейся ИСО время замедляется — точка U для нас находится позже, чем на 1 ед. времени.
2) То, что для одной ИСО происходит одновременно, будет неодновременно в другой — точка X для нас уже в будущем, хотя в движущейся ИСО она смещена только пространственно. Обозначенный красной стрелкой «прообраз» точки X (также смещенный на 1 ед. пространства движущейся ИСО) для нас — в настоящем, для них — в прошлом.
3) Расстояния в движущейся ИСО сокращаются — обозначенный красной стрелкой «прообраз» точки X для нас отстоит от начала координат меньше, чем на 1 ед.
Eol
Как же так? Всё-таки электромагнетизм (и силы реакции опоры, которые являются его проявлением) уже не сводится к искривлению пространства-времени, а является отдельной сущностью. За счёт оного гантель движется не по геодезической.
tajimura
Замедление будет наблюдаться и без всяких ЭМ-волн и полей. Возьмите обычную шварцшильдовскую метрику, массивное сферически-симметричное тело (сферическая ЧД в вакууме :D) не имеющее заряда, как следствие, электромагнетизма нет, и вы непременно получите замедление времени.
То, что у вас время исчезло из расчётов, говорит о том, что расчёты нужно перепроверить.
Ckpyt
Чисто ради интереса:
когда я пытался разобраться откуда же в формулах Эйнштейна взялось замедление времени.У меня получилось, что время, как таковое, отсутствует в итоговом уравнении. Но есть замечательная штука на ограничении скорости движения. Грубо говоря, у нас есть электромагнитное взаимодействие всех частиц, которые мы наблюдаем. Так как скорость электромагнитных волн ограничена скоростью света, то у нас начинает наблюдаться эффект замедления скорости распространения электромагнитного излучения.
И вот этот-то эффект мы ошибочно и принимаем за эффект замедления времени.
Поправьте меня, если я не прав.
Shifty_Fox
Я не совсем понял что вы имели ввиду, но если вы сядете в корабль, облетите на околосветовой скорости солнечную систему пару раз (на это уйдет несколько часов), и приземлитесь обратно, на Земле пройдут тысячи лет (следствие из ОТО). Благодаря замедлению времени вашей точки отсчета относительно солнечной системы.
Mad__Max
Откуда тысячи лет? Чтобы облететь СС на околосветовой достаточно несколько часов-дней земного времени. Для самого летящего будет еще кратно (в зависимости от конкретной скорости) меньше по времени.
Ckpyt
Это эффект замедления времени, основанный на замедлении передачи электромагнитного взаимодействия, а не замедление времени. Т.е., если у вас на корабле вдруг обнаружится машина на темной материи(или иной другой материи, которая не откликается на электромагнитное взаимодействие), которая будет считать время по-своему, то, не смотря на ваше ощущение потерянного времени, машина на темной материи посчитает время по-своему.
КСТАТИ!!! Мне только что в голову пришла шикарная мысль, которую надо тщательно обдумать.
В черной дыре может наблюдаться эффект ускорения времени.
А с расширением пространства может наблюдаться эффект замедления времени…
Это надо обдумать. Спасибо за вопрос.
tajimura
Нет. Нет и нет. Замедление времени абсолютно никак не связано с электромагнетизмом. Даже для электронейтральной частицы с нулевым спином, летящей в абсолютно пустом пространстве, время будет течь тем медленнее, чем быстрее она летит.
nvksv
Где-то Вы все-таки неправы. Ибо у Эйнштейна время в итоговых уравнениях все-таки есть (например).
Заодно расшифруйте вот это, пожалуйста, а то я с такими разделами физики еще не знаком:
lavmax
Вы могли бы уточнить, что значит "мы постоянно движемся сквозь него со скоростью света"? Где про это можно почитать?
tajimura
Обычно, когда мы говорим «скорость», мы подразумеваем трёхмерную скорость, перемещение за единицу времени. Это вектор, и у неё есть компоненты (к примеру, когда баллистическая ракета летит от пусковой шахты на Урале к Вашингтону, у неё есть вертикальная составляющая скорости, которая отвечает за подъём/снижение и горизонтальная, отвечающая за перемещение вдоль земли). На самом деле, эта скорость — всего лишь пространственная компонента четырехмерного вектора — 4-скорости. И вот модуль (численное значение) 4-скорости абсолютно всех тел уже одинаковое. Когда вы абсолютно неподвижно висите в космосе, вся ваша скорость направлена «вдоль времени». Для света наоборот — вся его скорость направлена «вдоль пространства». С точки зрения светового луча, времени как бы не существует, вернее, время не течёт, оно «застывшее».
Отсюда, кстати, и замедление времени. Когда вы двигаетесь по пространству, ваша скорость «наклоняется», и её проекция на ось времени становится меньше.
Где-то на ГТ была статья, объясняющая СТО как раз в таких терминах, с весёлыми картинками.
a5b
Картинки пространства Минковского (одномерное пространство + время) были в https://habrahabr.ru/post/169347/ "Теория относительности в картинках" 19 февраля 2013, Tazman. Вместе с программой https://github.com/Arhirat/Relative, которая такое рисует: https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/74c/2e0/e45/74c2e0e451f305462e2a6bdad28a0170.gif
Fullmoon
Насколько я слышал, такая аналогия, с проекцией 4-скорости, неверна, так как у нас пространство-время псевдоевклидово.
HurrTheDurr
Тем не менее, выводы, полученные из этой аналогии, верны и позволяют понять наиболее известные утверждения из ТО. Но да, без понимания пространства Минковского не получится осознать более сложные, чуть менее известные, но не менее прекрасные особенности, вроде возможности нарушения причинно-следственных связей при превышении скорости света.
HurrTheDurr
Выше все правильно описали, а я постараюсь все немного упростить, до школьного, интересного и понятного, уровня.
Вектор скорости любого объекта, относительно любого другого объекта, можно разбить по осям и записать следующим, привычным программисту, образом:
[x, y, z, t]— у нас есть 3 измерения пространства: x, y, z и одно измерение времени: t. Будем считать, что они полностью эквивалентны и равноправны (что недалеко от истины).Нет скорости, кроме скорости света и c — величина ее. Все объекты во Вселенной, хотят они того или нет, двигаются со скоростью света. Это значит, что длина вектора скорости любого объекта всегда одинакова и равна c =
sqrt(x^2 + y^2 + z^2 + t^2)c = sqrt(sqrt(x^2 + y^2 + z^2) + t^2)пространство и время — вещи все же разные
nvksv
Это что за ересь?
Не путайте причины и следствия. Конкретно для Вас, «движущегося в пространстве», ничего особенного не происходит (принцип относительности Эйнштейна) — а вот проносящиеся мимо Вас объекты выглядят замедленными.
Время «не течет» для любого объекта без массы покоя. Фотоны даже в веществе двигаются со скоростью света (а вот их волновой фронт — медленнее).
В целом, школьнику бы я такую философию ОТО не рекомендовал.
HurrTheDurr
Вы совершенно правы! Но посвящать за чашкой кофе знакомых, забывших даже школьную физику, в таинства пространства Минковского (хотя там все очень понятно при наличии иллюстраций) и нулевых масс покоя (в КТП вельзевул хобот сломит) я бы сразу не рискнул.
Да, тут неточность, спасибо. Надо было написать так:diller61
ок, берем высокоточные часы 2шт, одни оставляем на земле, вторые запускаем на орбиту земли в спутнике, выбираем орбиту с максимальной скоростью относительно земли. Крутим десяток лет и возвращаем часы со спутника.
Вопрос: будут ли летавшие часы показывать меньшее время?
и сюда же гипотетически разогнав некий объект выше скорости света должно ли время стать отрицательным?
nvksv
Эксперимент Паунда и Ребки
nvksv
Эксперимент Хафеле — Китинга
choupa
Не аккуратно, но мне нравится.
Вот только это объяснение больше подойдёт тому, кто и так хорошо понимает суть СТО на языке 4-скорости. Ребёнка, я боюсь, оно запутает.
niknamezanat
Может ли быть что не (x, y, z, t), а (xt, yt, zt)? Не понимаю, почему четыре измерения, когда время это вовсе не пространство-время
tajimura
Что означает «время это вовсе не пространство-время»?
Время — одна из составляющих пространства-времени. Такая же, как ширина, например. Вся его разница от других в том, что математически оно выражается мнимым числом, и в том, что по нему мы двигаемся.
niknamezanat
По времени двигаться нельзя. Время (t) двигается само, так сказать «ход времени» или «тактовая частота». Хотя может уже научились по времени взад-вперёд перемещаться (по координате t)? Перемещаться можно только по пространству-времени (по xt, например). И время здесь всего лишь коэффициент сжатия пространства
Elrond16
Если вы возьмете инерциальную СО, в которой вы в данный момент покоитесь в пространственных координатах, то в ней вы будете двигаться по координате t вперед, не двигаясь по остальным координатам. Назад двигаться мешает принцип причинности.
Что еще за xt? Произведение координаты на время? Какой в нем смысл?
niknamezanat
Да, произведение пространства на время. И смысл самый прозаичный, это и есть пространство-время. Где x- условная координата пространства, t-локальный коэффициент сжатия пространства (тут у меня неподходящее обозначение, обычно t обозначают некоторый момент времени).
По координатам можно двигаться в любом направлении, если нет, то это не координата, а что-то другое. Временная координата — это не одно из измерений пространства времени, а лишь счетчик событий, способный только инкрементироваться, по определению. Принцип причинности не отменяет того, что вы можете начать новую ветку событий, вернувшись в прошлое, но так и не попадете в точно такое же настоящее. И да квантовая запутанность не даст соврать, что принцип причинности — это не причина, а всего лишь эмпирически выведенный постулат, у которого нет доказательств
Elrond16
Какое сжатие? В рамках СТО пространство Минковского всюду плоское и имеет диагональные компоненты метрического тензора 1, 1, 1, -1.
У вас странное определение координаты. С точки зрения СТО без привлечения принципа причинности движение по t в противоположном направлении ничем не запрещено. Однако эмпирических наблюдений, свидетельствующих о существовании таких частиц, нет. Для всех известных частиц интервалы между точками траектории обязаны быть положительными.
Принцип причинности действительно эмпирический, но это и является его доказательством. Парадокс ЭПР принципа причинности не нарушает.
niknamezanat
Еще больше ереси:
s^2 = (xt)^2 + (yt)^2 + (zt)^2= (x't')^2 + (y't')^2 + (z't')^2
Нарушает или нет ЭПР принцип причинности, я дискутировать не стану, предлагаю остановиться на том что он ходит по грани.
pvveis
возможно ли теоретически сдвинуть планету (не повторяйте дома) с ее курса вращения орбиты? изменив ее курс орбиты. Если она движется, то достаточно сдвинуть ее курс чуть вбок, последствия будут колоссальными.
Fullmoon
Что вы называете „курсом вращения орбиты“? Потому что это звучит как „масло масленное маслоподобное“.
И нет, изменение наклона эклиптики последствия будет иметь весьма отдалённые — нарушатся орбитальные резонансы.
Zenitchik
Читать Небесную механику. Начать с законов Кеплера.
tajimura
В вопросах фундаментальной науки наша интуитивная «логика» очень часто сбоит. Всё-таки, мозг у нас эволюционировал для того, чтобы кричать обезьянам с соседнего дерева, где больше бананов (Пратчетт, Стюарт, Коэн), а не для того, чтобы мы могли понимать, как «работает» микромир и как ведёт себя пространственно-временной континуум.
nvksv
Легко. Если Вы вообще можете сдвинуть 5,9726·10^24 кг. С другой стороны, подпрыгивая на месте, Вы тоже немножко изменяете орбиту Земли (а падая — возвращаете ее обратно).
Zul_Kifl
А разве возвращаю? Может быть, во мне говорит утро понедельника, но при прыжке и падении вы толкнете Землю дважды в одном направлении.
nvksv
Ну да, два раза в одном направлении, согласен. А в процессе полета притяжение в какую сторону действует?
Zul_Kifl
Точно! Понял, спасибо)
HSapiens70
Искривление пространства-времени, конечно достаточно хорошо объясняет, почему нас тянет к Земле, кроме того, сделаны множество предположений, основанных на ОТО, впоследствии подтверждённых экспериментально, но, всё же, думаю и «эфирщиков» понять можно, так как достаточно сложно принять на веру, то, что некая геометрическая абстракция, может создавать силу, действующую на материальные тела (это чем-то похоже на религию). Например, физик из Нидерландов Эрик Верлинде предположил, что гравитация — это побочный эффект неких квантовых процессов и это вроде как избавляет от необходимости в тёмной материи. В науке, насколько я понимаю, очень многое зависит от интерпретации и одни и те же факты, в разной интерпретации могут привести к различным выводам и самыми правильными из них, часто оказываются те, которые наиболее просто, без привлечения лишних сущностей (бритва Оккама) может всё объяснить, а, искривление пространства-времени — на мой взгляд, именно такая сущность. У меня тоже есть предположение, как общеизвестные квантовые эффекты создают то, что сегодня называется «искривлением пространства», правда я не силён в математике и не могу подтвердить слова формулами, но, с точки зрения логики всё, вроде как вполне нормально выглядит (и, кстати, на основе этих предположений можно понять каким образом можно управлять гравитацией и инерцией).
nvksv
Различить такие теории можно только выйдя за границы их эквивалентности (или применимости), когда разные теории начинают давать разные предсказания: если ангелы способны хвататься только за крупное, а на всякую мелочь внимания не обращают, или не способны проникать сквозь сплошные стены — вот тогда их на этом можно поймать.
vasiler
Какова скорость распространения гравитационной «волны»?
tajimura
Такая же, как и скорость света. А кавычки лишние.
vasiler
У гравитации скорость света? Смешно.
tajimura
Если смешно — смейтесь.
vasiler
Сообщается ли притяжение от одного тела к другому мгновенно? Время передачи, если бы оно было для нас заметно, обнаружилось бы преимущественно вековым ускорением в движении Луны. Я предлагал это средство для объяснения ускорения, замеченного в упомянутом движении, и нашёл, что для удовлетворения наблюдениям должно приписать притягательной силе скорость в семь миллионов раз большую, чем скорость светового луча. А так как ныне причина векового уравнения — Луны хорошо известна, то мы можем утверждать, что притяжение передается со скоростью, по крайней мере в пятьдесят миллионов раз превосходящей скорость света. Поэтому, не опасаясь какой либо заметной погрешности, мы можем принимать передачу тяготения за мгновенную.
— П. С. Лаплас Изложение системы Мира Париж, 1797
Mad__Max
У самого притяжения 2х тел друг к другу вообще нет скорости. Ни у гравитационного, ни у электромагнитного. Потому что тела вообще напрямую друг на друга не действуют — они взаимодействую лишь со средой в которой находятся. И в свою очередь оказывают влияние на эту среду.
Любая волна — это волна изменений этой среды (электрического и магнитных полей для электромагнитных взаимодействий) или кривизны пространства-времени (для гравитации). И вот эти изменения среды распространяются по ней со скоростью света.
vasiler
Смотрите, настоящий ученый-физик Лаплас (а это все же не фейковый ученый «химик из патентного бюро» Эйнштейн) произвел расчеты наблюдаемых и подтверждаемых процессов, установил научным образом скорость передачи гравитационного взаимодействия, которая в реальности мгновенная. Это было еще в 18-м веке. И знаете, что означает «мгновенная передача»? Это означает, что никакой «гравитационной волны» в природе нет.
Rikkitik
Вы, кажется, пропустили, что к 21 веку физики несколько продвинулись в точности измерений со времён Лапласа и уже зарегистрировали гравитационные волны.
vasiler
Нет, я ничего упустил. На самом деле это очень отчетливый маркер деградации откровенно больного общества, в котором недалекие, но весьма инициативные и многочисленные субъекты в массовом порядке и вопреки научному методу решили таки любыми средствами «найти» те «гравитационные волны», про которые на смех физикам когда-то ляпнул олигофрен Эйнштейн.
Rikkitik
black_semargl
Из закона сохранения энергии следует, что масса не исчезает и не появляется.
Следовательно нет и распространения.
Меняется только направление на массу.
Fullmoon
Скорость передачи статического взаимодействия никакого отношения к скорости волны не имеет.
В частности, в курсе теорфизики доказывается, что электростатическое поле равномерно движущегося заряда изменяется таким образом, что сила притяжения, действующие на пробный заряд, направлена в точку, где заряд находится сейчас, как если бы скорость передачи взаимодействия была бесконечной.
И с гравитацией ровно такая же картина, и даже хуже — для гравитации как-бы-бесконечная скорость взаимодействия получается и при некоторых вариантах ускоренного движения.
nvksv
Bronx
Масса Земли практически не меняется, поэтому её гравитационное поле — статическое, никаких заметных гравитационных волн (колебаний грав. поля) Земля сама по себе не излучает.
Гравитационные волны излучают системы «Земля-Луна», «Земля-Солнце» но зафиксировать их на данном этапе развития измерительной техники не может никто, даже настоящий учёный Лаплас.
Elrond16
с — это не только скорость света в вакууме, но и предельная скорость движения частиц и распространения любых взаимодействий.
vasiler
Да, еще один химик Эйнштейн
saboteur_kiev
Просто скорость света, или скорость света в вакууме?
Это я к тому, что замедлить свет несложно, а распространение гравитации?
tajimura
В вакууме.
Goodwinnew
«Для математически подкованного читателя: метрика наблюдателя, покоящегося в поле гравитации локально совпадает с метрикой наблюдателя, перемещающегося с правильно подобранным ускорением. Совпадает и первая производная метрики. А вот вторая производная уже отличается, и именно она и является математическим «образом» приливных сил»
Вот тут хотелось бы подробнее узнать :)
Т.е. все-таки есть разница между гравитацией в 1g и движением в космосе с ускорением 1g? Каким образом эта разница видна на второй производной? Для прямолинейного движения с ускорением? Или имеется ввиду криволинейное движение (типа обруча с вращением), где создается типа ускорение 1g, но Кориолис показывает правду?
tajimura
И для прямолинейного, и для криволинейного.
Давайте, сначала в простых терминах:
Линия действия силы тяжести направлены к одной точке (центру Земли), т.е. они сходятся. Линии действия «искусственной тяжести» созданной ускоренным движением направлены параллельно друг-другу.
В чуть более сложных:
При равноускоренном прямолинейном движении получается векторное поле с нулевой дивергенцией и нулевым градиентом (линии поля не сходятся и не расходятся, «сила» поля везде одинакова). При гравитации присутствует и градиент, и дивергенция.
Полная неразличимость равноускоренного прямолинейного движения и гравитации достигается только в одном случае: гравитации бесконечной однородной плоскости (или «стены»), чего, естественно, не существует в природе.
Кстати именно поэтому принцип эквивалентности не абсолютный, а локальный.
tajimura
*линии, пардон.
Неудобно, что в GeekHabr нельзя редактировать комментарии/посты.
MoonGoose
Можно, но только в течение 5 минут.
Отредактировано: спасибо за статью!
tajimura
Вы несколько неверно меня поняли. Я имею в виду неофициальный клиент под андроид, он так и называется — GeekHabr. Вот в нём почему-то нет возможности редактировать комментарии и посты.
MoonGoose
Извиняюсь, не пользовался.
Goodwinnew
Ух ты, спасибо. Понял. Всегда интересовал этот вопрос :)
nvksv
Я бы сформулировал это по-другому: ускорение и гравитация неотличимы между собой (сильный принцип эквивалентности) только локально, в окрестностях точки. При рассмотрении протяженных систем приходится учитывать то, что в разных точках гравитация имеет разную величину и направлена по-разному (что, собственно, на рисунках и нарисовано). Вокруг точечного (или сферического) источника гравитации, в частности, возникают т.н. приливные силы («ромб» вытягивается) — а это уже явления второго порядка малости.
Mad__Max
Наверно очень долго работа в черновиках «вызревала»?
tajimura
Да. Я её обещал больше года назад, начал, потом пошли дела, дела, дела, ну и вот, в результате она закончена и опубликована на год позже, чем планировалось.
HSapiens70
Про «голографический принцип» я слышал и именно в связи с Верлинде (я, конечно дилетант в данных вопросах, но, если правильно понимаю, его гипотеза основана на этом самом «голографическом принципе»). На мой взгляд в данных гипотезах ничуть не меньше (скорее даже больше) абстрактных предположений, чем в той же ОТО, но главное — сделана попытка «разобраться» именно с механизмом возникновения силы, притягивающие материальные тела друг к другу. Могу попробовать привести свой вариант решения того же вопроса (если вам интересно), а заодно и о том, как возникает сила инерции (судя по тому, что локально невозможно отличить гравитацию от инерции, то, похоже, «механизм» у них одинаковый).
Shkaff
Не стоит:)
Shkaff
Спасибо за статью, вот у меня никогда духу и терпения не хватает на серьезные объяснения сложных моментов, а тем более уж подробно и доходчиво!