Кривизна пространства-времени вблизи любого массивного объекта определяется комбинацией массы и расстояния до центра масс. Необходимо учесть и другие параметры, такие, как скорость, ускорение и другие источники энергии.
Материя сообщает пространству, как искривляться, а искривлённое пространство сообщает материи, как двигаться. Это основной принцип ОТО Эйнштейна, впервые связавшей такое явление, как гравитация, с пространством-временем и относительностью. Поместите массу в любой точке Вселенной, и пространство вокруг неё отреагирует искривлением. Но если убрать массу или передвинуть её, что заставляет пространство-время «вставать на место», принимая неискривлённое положение? Такой вопрос задаёт наш читатель:
Нас учат, что масса деформирует пространство-время, а кривизна пространства-времени вокруг массы объясняет гравитацию – к примеру, объект на орбите вокруг Земли на самом деле движется по прямой, лежащей в искривлённом пространстве-времени. Допустим, это имеет смысл, но когда масса (вроде Земли) двигается через пространство-время и искривляет его, почему пространство-время не остаётся искривлённым? Какой механизм распрямляет этот участок пространства-времени, когда масса двигается дальше?
С этим вопросом связано много интересного, и ответ на самом деле может помочь вам понять, как работает гравитация.
Кривизну пространства, придаваемую ему планетами и Солнцем в нашей Солнечной системе, необходимо учитывать в процессе любых наблюдений, которые может делать космический корабль или иная обсерватория. Эффекты ОТО, даже самые малые, игнорировать нельзя.
Сотни лет до Эйнштейна нашей лучшей теорией гравитации была Ньютоновская. Концепция Вселенной от Ньютона была простой, прямолинейной и философски не удовлетворяла многих. Он заявлял, что две любых массы Вселенной, вне зависимости от их расположения и удаления, мгновенно притягивают одна другую при помощи обоюдной силы, известной, как гравитация. Чем более массивна каждое тело, тем больше сила, а чем дальше они расположены, тем меньше сила (убывающая с квадратом расстояния). Это применимо ко всем объектам Вселенной, и закон всемирного тяготения Ньютона, в отличие от всех остальных существовавших альтернатив, идеально совпадал с наблюдениями.
Закон всемирного тяготения Ньютона, заменённый теорией относительности Эйнштейна, основывался на мгновенности действия сил на расстоянии
Но он ввёл идею, которую многие величайшие умы того времени не могли принять: концепцию действия на расстоянии. Как могут два объекта, расположенные в разных концах Вселенной, внезапно и мгновенно оказывать друг на друга воздействие? Как они могут взаимодействовать на таком большом расстоянии, чтобы между ними ничего не было? Декарт не мог принять эту концепцию, и вместо неё сформулировал иную, в которой существовала среда, по которой распространялась гравитация. Он утверждал, что космос заполнен некоей материей, и когда через неё двигается масса, она смещает материю и создаёт вихри – это была ранняя версия эфира. Эта теория стала первой в длинной линейке того, что позже назовут механическими (или кинетическими) теориями гравитации.
В версии гравитации от Декарта пространство было заполнено эфиром, и только его смещение могло объяснить гравитацию. Эта идея не привела к формулировке гравитации, совпадавшей с наблюдениями.
Конечно, концепция Декарта оказалась неверной. Полезность физической теории определяет совпадение с экспериментом, а не наша предрасположенность к определённым эстетическим критериям. Когда появилась ОТО, она фундаментально изменила картину, нарисованную законами Ньютона. К примеру:
- Пространство и время не были абсолютными и повсюду одинаковыми, а были связаны и вели себя по-разному для наблюдателей, движущихся с разной скоростью в разных местах.
- Гравитация действует не мгновенно, а перемещается с ограниченной скоростью – со скоростью света.
- Гравитация определяется не массой и положением напрямую, а кривизной пространства, которая, в свою очередь, определяется всей находящимися во Вселенной массой и энергией.
Действие на расстоянии никуда не делось, но «силу, действующая на бесконечном расстоянии через неподвижное пространство» Ньютона заменили на кривизну пространства-времени.
Кривизна пространства-времени означает, что часы, расположенные глубже в гравитационном колодце – и, следовательно, в сильнее искривлённом пространстве – работают со скоростью, отличной от часов, расположенных в менее глубоком, менее искривлённом месте пространства.
Если бы Солнце внезапно исчезло из Вселенной, мы некоторое время не узнали бы об этом. Земля не улетела бы сразу по прямой; она продолжала бы вращаться вокруг местоположения Солнца ещё 8 минут и 20 секунд. Гравитацию определяет не масса, а кривизна пространства, которую определяет сумма всей материи и энергии, находящейся в нём.
Если бы вы убрали Солнце, пространство перешло бы из искривлённого в плоское состояние, но эта трансформация идёт не мгновенно. Пространство-время – это ткань, и переход должен происходить в виде некоего резкого движения, отправляющего очень большие волны – гравитационные – по Вселенной, которые распространяются по ней, как рябь по поверхности пруда.
Каждая волна, распространяющаяся в среде или в вакууме, обладает скоростью распространения. Не бывает бесконечной скорости, и, в теории, скорость распространения гравитационных волн должна совпадать с максимальной скоростью, разрешённой во Вселенной: со скоростью света.
Скорость распространения волн определяется так же, как определяется скорость всего в теории относительности: их энергией и массой. Поскольку гравитационные волны не имеют массы, однако имеют конечную энергию, они должны двигаться со скоростью света. А это значит, что Земля на самом деле не привязана напрямую к местоположению Солнца в пространстве – она привязана к тому месту, где Солнце было чуть больше 8 минут назад.
Гравитационное излучение появляется всякий раз, когда одна масса движется по орбите вокруг другой, поэтому за достаточно долгое время орбиты уменьшаются. Когда-нибудь в будущем Земля по спирали упадёт на то, что останется от Солнца, если до этого никакое тело не выкинет её с орбиты. Земля привязана к тому месту, где Солнце было порядка 8 минут назад, а не к тому, где оно находится в данный момент.
Это странно, и потенциально является проблемой, поскольку Солнечную систему мы изучили довольно хорошо. Если бы Земля была привязана к местоположению Солнца, которое оно занимало ? 8 минут назад согласно законам Ньютона, то орбиты планет не совпадали бы с наблюдениями. Однако ОТО отличается ещё и в другом аспекте. Для расчётов необходимо учесть скорость движущейся по орбите вокруг Солнца планеты.
К примеру, Земля, поскольку она также двигается, в каком-то смысле «катается» на этих волнах, идущих сквозь пространство, опускаясь не там, где её подняло до этого. В ОТО есть два новых явления, которые сильно отличают её от Ньютоновской: на восприятие объектом гравитации влияет скорость каждого объекта, а также изменения в гравитационном поле.
Ткань пространства-времени, с волнами и деформациями, происходящими из-за присутствия масс. Ткань пространства, конечно, искривляется, но при движении масс через изменяющееся гравитационное поле происходит много интересного.
Если вы хотите подсчитать кривизну пространства-времени в любой точке пространства, ОТО позволяет вам сделать это, но вам сначала нужно кое-что узнать. Вам нужно узнать расположение, величину и распределение всех масс Вселенной, точно так, как требовал Ньютон. Кроме того, вам нужна информация о следующем:
- как эти массы двигаются и двигались,
- как распределены все другие, не принадлежащие к массе, формы энергии,
- как объект, с которого вы ведёте наблюдения, движется в изменяющемся гравитационном поле,
- и как кривизна пространства меняется со временем.
И только вместе с этими дополнительными знаниями можно подсчитать искривление пространства в определённой точке пространства и времени.
Эволюцию пространства-времени и работу гравитации определяет не только положения и величины масс, но ещё и то, как они двигаются относительно друг друга и ускоряются в изменяющемся гравитационном поле.
У этого искривления и распрямления есть свои издержки. Ускоряющаяся Земля не может просто так двигаться в изменяющемся гравитационном поле Солнца без последствий. Они существуют, хотя и маленькие, и их можно измерить. В отличие от теории Ньютона, по которой Земля должна описывать замкнутый эллипс, двигаясь вокруг Солнца, ОТО предсказывает, что этот эллипс со временем должен испытывать прецессию, а орбита медленно убывать. Промежуток времени, за который это произойдёт, может превышать текущий возраст Вселенной, но, тем не менее, орбита не будет оставаться стабильной произвольное время.
Ещё до того, как мы измерили гравитационные волны, это был основной метод измерения скорости распространения гравитации. Не на примере Земли, а на примере системы с экстремальными параметрами, у которой изменение орбиты можно легко заметить: системы из двух объектов на близкой орбите, по крайней мере, один из которых — это нейтронная звезда.
Проще всего будет увидеть этот эффект, если массивный объект будет двигаться с быстро изменяющейся скоростью в сильном и меняющемся гравитационном поле. И такие условия дают нам двойные звёздные системы из нейтронных звёзд! Одна или две таких вращающихся звезды излучают импульсы, которые видны на Земле каждый раз, когда ось звезды проходит через линию прямой видимости. Предсказания теории гравитации Эйнштейна чрезвычайно чувствительны к скорости света, настолько, что уже по итогам наблюдения самого первого пульсара, двойной системы PSR 1913+16, открытой в 1980-х, (двойная система Халса-Тейлора), мы наложили ограничения на скорость гравитации, которая совпала со скоростью света в пределах погрешности измерений всего в 0,2%!
Скорость уменьшения орбиты двойного пульсара сильно зависит от скорости гравитации и орбитальных параметров двойной системы. Мы использовали данные по бинарному пульсару, чтобы ограничить скорость гравитации, и приравнять её к скорости света с точностью в 99,8%
Только на примере этих двойных пульсаров мы узнали, что скорость гравитации находится в пределах 2,993 ? 108 — 3,003 ? 108 м/с. Это подтверждает ОТО и исключает Ньютоновскую гравитацию и другие альтернативы. Но механизма, объясняющего, почему пространство не искривляется, когда масса, бывшая в каком-то месте, уходит оттуда; ОТО не является объяснением этого. Масса, движущаяся с ускорением сквозь изменяющееся гравитационное поле, будет излучать энергию, а эта энергия будет волнами, известными, как гравитационные волны, идти сквозь материю пространства-времени. Возвращение к равновесному, неискривлённому состоянию, случается естественным путём. Оно не требует дальнейших объяснений, ОТО решает всё. [Когда Ньютона спрашивали о природе гравитации, он отвечал: Гипотез не измышляю / прим. перев.]
Комментарии (74)
Siper
02.07.2018 19:37Если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно? Шах и мат, атеисты.
1Fedor
03.07.2018 02:03Мое предположение ботаника.
На искривление и поддержание искривленного пространства-времени используется энергия материального тела, при исчезновении искривляющей массы исчезает и эффект.
Мое предположение ботаника.
Кто-то из коллег мне подобный вопрос связи массы и энергии объяснялFracta1L
03.07.2018 07:56На искривление и поддержание искривленного пространства-времени используется энергия материального тела
Да, в лице массы
4erdak
03.07.2018 03:52Элементарно, так как энергия покоя массы в гравитационном потенциале меньше по отношению к бесконечности, то нужно просто удалить на бесконечность всю массу этого тела, или проще говоря взорвать его, это и называется закопать гравитационную яму — сообщить некую энергию, количество, которой равно 1/Tg*mc^2 где 1/Tg разница между скоростью течения времени в гравитационном потенциале и на бесконечности.
dTex
03.07.2018 11:26если бы я объяснял, почему пространство распрямляется, то написал бы что-то такое: по каким-то причинам плоское пространство является нормой, состоянием с наименьшей возможной энергией, как состояние, когда шарик лежит на дне чаши. А искривленное пространство-время неустойчиво и существуют механизмы, которые его "выравнивают". Был бы я ученым-физиком, как Итан, я бы даже назвал или уже доказанные или предполагаемые такие механизмы. Могу пофантазировать — возможно в пустом, искривленном пространстве-времени происходит какая-нибудь фокусировка волновых функций вещества и растёт вероятность обнаружения там электронов, фотонов и т.п., материализуясь в такой области, частица вещества поглощает неровность пространства-времени и оно становится плоским. Возле объектов с массой такой процесс ослабляется тем, что условные электроны более вероятно будут прыгать к центру масс, чем от него.
Siper
04.07.2018 00:58Когда хотел просто приколоться над заголовком статьи, а народ начал отвечать на полном серьезе…
phenik
04.07.2018 11:19Тут приколистов полно, что только только идея «всасывающей» гравитации стоит..)
mrhru
04.07.2018 22:22Не, ну а чё? Гравитация возникает из-за всасывания пространства, а пространство всасывается из-за действия гравитации. Все логично.
А вообще, конечно, очень много людей, считающих что если они что-то не понимают, то это неверно.phenik
05.07.2018 08:30Сорру, если обидел кого-то. Можно выдвигать разные идеи, только приветствуется, вероятно построения Эйнштейна по началу тоже многим касались приколом)
Что касается пресловутой «кривизны» пространства-времени в ОТО, которую склоняет только не ленивый, то нужно отдавать отчет, что это модельное представление. Вообще что такое пространство и время? Это математическая модель реальных, чувственно воспринимаемых свойств материальных тел. Если кратко, то понятие пространства, в конечном счете производное от протяженности мат. тел, кот. является их неотъемлемым атрибутом, а время, производное от длительности процессов, связанных с движением мат. тел, которое также является их неотъемлемым атрибутом. Чем это гарантируется? Всем практическим опытом человечества на протяжении всей его истории. Большего уже никто не даст. Математическое понятие пространства и времени окончательно оформилось с введением понятия системы координат и траекторий движения тел в ней. В этой понятийной базе, по программистски — примитивах, и строилась вся последующая физика, как классическая, так и новая. О чувственных прототипах — протяженности тел, и длительности процессов, связанных с их движением, уже мало кто вспоминал. Со школы мы воспринимаем пространство и время, в основном, как декартову систему координат, и как траектории движения тел в ней. В ТО была постулирована еще и связь между ними, превратившая их в четырехмерный континуум. Теперь трудно понять, что реально меняется протяженность тел, и замедляются или ускорятся процессы, связанные с их движением, вместо этого мы пытаемся прочувствовать, как меняется кривизна континуума, а это вообщем-то довольно бессмысленно. Как если бы мы пытались почувствовать запах понятия аромата, просто как слова, вместо запаха реальной фиалки или сирени. Хотя некоторые умудряются) Пространственно-временной континуум и его кривизна необходимы для расчетов эффектов. Вопрос почему тела меняют протяженность, а процессы замедляются или ускоряются при движении и в гравитации, оставлю за скобками. Может тела и действительно, что-нибудь «всасывают») чтобы гравитировать, но вряд-ли все так просто. Вот такое небольшое околофилософское отступление.kauri_39
05.07.2018 11:38«Чем это [понятие пространства] гарантируется? Всем практическим опытом человечества на протяжении всей его истории. Большего уже никто не даст.»
Это ошибочное понимание опыта человечества в понимании им фундаментальных вещей. Опыт свидетельствует, что понимание меняется — от примитивного и очевидного к сложному и не очевидному. Например, от плоской к шарообразной Земле, от геоцентризма к гелиоцентризму. Так и в понимании пространства назрела революция — это не пустота и не почти пустота (с почти нулевым значением Лямбды), это очень плотная среда, стремящаяся к расширению.gdsmiler
05.07.2018 13:18И Вы, конечно, можете привести доказательства и следствия из Вашей гипотезы, которые можно проверить и которые дают лучше предсказания чем существующая теория?
kauri_39
05.07.2018 14:51Да, доказательства привести могу, а вот сравнивать мою философскую теорию (гипотезу и следствия) с действующей физической теорией по их предсказательной силе, пожалуй, не корректно. Философская теория описывает мир и даёт предсказания на качественном уровне, а физическая теория — на количественном.
Но даже верную гелиоцентрическую гипотезу Коперника можно ошибочно выразить в математическом виде — в круговых орбитах планет, и тогда ложная геоцентрическая теория Птолемея с её эпициклами будет давать лучшие предсказания положений планет. Моей гипотезе требуется свой Кеплер, а пока будем пользоваться «птолемеевской» LCDM-моделью.
Доказательствами гипотезы плотного пространства служат наблюдаемые факты, объясняемые с единых позиций и с меньшим количеством предварительно введённых дополнительных сущностей. Факты таковы: расширение пространства между скоплениями галактик раздвигает их друг от друга с одинаковым ускорением, не зависящим от их массы. Точно так же пространство, расширяющееся в сторону массивного тела — гравполе тела, сообщает одинаковое ускорение свободно падающим телам независимо от их массы. Третий факт — колебательные движения только плотного пространства — его гравволны — способны ускорять и двигать тяжёлые зеркала гравитационного интерферометра.
phenik
05.07.2018 14:14Я о происхождении абстракций пространства и времени, у вас другие предположения?
Опыт свидетельствует, что понимание меняется — от примитивного и очевидного к сложному и не очевидному.
Теоретические модели можете городить любые, любой сложности и неочевидности, лишь бы адекватно описывали реальность, те подтверждались наблюдениями и экспериментами.
Так и в понимании пространства назрела революция..
Нет никакого отдельного пространства, есть пространственные свойства материи в вещественной и полевой форме. Поэтому от эфира, как некоторой специфической среды пространства в физике давно отказались.
пс. Просьба придерживаться в дискуссии научного подхода, и не ссылаться на Библию и др. подобные источники, иначе ответов не будет.
artur93gev
05.07.2018 16:06ну уж точно не бог. я думаю происходит примерно такое как с простиной.Если у нас три яблоко простиня искривляется в 3 местах.если убрать одну останется два носовсем других нежели в первый раз.
dTex
03.07.2018 06:24-1прикольно, т.е. расчетные орбиты не совпадают с тем, что наблюдается, а для объяснения используется, фраза в стиле — мы простые смертные и просто не можем это точно посчитать(прям слышу как поёт Элвис — белив миии, белив миии) Ок, тогда каким чудом посчитали как должны крутиться звезды в галактиках, и сделали вывод, что там чего-то не хватает? Может звезды тоже "плывут по волнам и опускаются не там где их подняло"?
homm
03.07.2018 11:35если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно?
Все эти объяснения, в которых пространство «искривляется», на мой взгляд только уводят от сути, отчего и появляются такие вопрос. На самом деле любая масса не «искривляет» пространство вокруг себя, а всасывает его.
Ну серьезно, как искривление пространства может объяснить то, что я сейчас сижу на стуле и непрерывно давлю на него? Пространство «искривлено», но я уже нахожусь в точке на стуле. Стоит мне приложить усилие (пусть даже довольно большое, большее, чем в открытом космосе), я уже смещусь от стула, допустим, вверх и там же и останусь. «Искривление» пространства никак не объясняет, почему я сам упаду на стул, как только перестану прилагать усилия.
В то же время, всасывание пространства Землёй отлично объясняет то, что происходит. Точка пространства, где я нахожусь всасывается к центру Земли. Я следую за ней. Как только я встречаю на своем пути стул, мне нужно прикладывать усилия, чтобы преодолевать течение пространства к Земле и оказываться каждый раз в новой точке пространства.
В такой модели просто не остается места вопросы «как пространство распрямляется обратно?». Нет массы — никто не всасывает.
Fracta1L
03.07.2018 11:44На самом деле любая масса не «искривляет» пространство вокруг себя, а всасывает его.
Серьёзное заявление. Доказательства есть?
Ну серьезно, как искривление пространства может объяснить то, что я сейчас сижу на стуле и непрерывно давлю на него?
Для ответа на этот вопрос нужно изучать СТО и ОТО.
всасывание пространства Землёй отлично объясняет
Только оно не объясняет, почему и как Земля всасывает пространство, куда девается всосанное пространство, откуда постоянно появляется новое пространство взамен всосанного, и т.д.homm
03.07.2018 11:50Серьёзное заявление. Доказательства есть?
«искривляет» и «всасывает» — это такие два слова, которые на примере знакомых нам понятий пытаются объяснить, что же происходит. Ни одного ни другое не является строгим определением того, что происходит. Я подробно рассказал, почему понятие «искривляет» описывает ситуацию хуже, чем понятие «всасывает» и вводит в заблуждение большинство людей
Fracta1L
03.07.2018 12:28«искривляет» и «всасывает» — это такие два слова, которые на примере знакомых нам понятий пытаются объяснить, что же происходит
Нет. «Искривляет» — означает изменение тензора кривизны. А что скрывается под вашим «всасывает» — одному вам известно.
kauri_39
03.07.2018 23:37-1Подскажу: доказательствами являются наблюдаемые факты. Это опыты Галилея, движение скоплений галактик, движение зеркал в гравитационном интерферометре. Я тут много писал об этом.
mrhru
04.07.2018 21:30«всасывает» — т.е. движение пространства внутрь массивного тела прикладывает к нам, сидящим на стуле, силу и это и есть сила тяжести? Т.е. движение пространства относительно какого-либо либо тела вызывает силу, действующую на тело? А если тело движется относительно пространства, что одно и тоже, то на тело по-прежнему действует сила? Т.е. равномерное прямолинейное движение вдалеке от всяких масс будет приводить к постоянному торможению тела? Так, да? Что-то это слегка противоречит действительности.
kauri_39
04.07.2018 23:16-1Будем рассуждать последовательно.
Дано: массивное тело покоится и всасывает пространство равномерно со всех сторон. То есть — создаёт вокруг себя поле гравитации. Это происходит потому, что частицы материи тела постоянно поглощают частицы, элементы или кванты пространства.
Пространство — это плотная упругая среда. Состоит из взаимно сжатых элементов среды, и поэтому всегда стремится к расширению. Поскольку плотность среды внутри тел всегда снижена, то среда постоянно расширяется в сторону тел, притекает к ним с ускорением свободного падения.
Зададим рядом два тела и посмотрим, будет ли возникать между ними взаимное притяжение. Между телами среда имеет меньшую плотность, чем на том же расстоянии со стороны пространства, окружающего пару тел. Ведь ей приходиться расширяться в двух противоположных направлениях — к телам, материя которых её поглощает. Значит, в единицу времени она расширится на меньшую величину — пропорционально своей плотности. А более плотная среда со стороны внешнего пространства расширится на большую величину. И поскольку среда имеет не меньшую плотность, чем материя тел, то внешняя среда придвинет оба тела друг к другу на определённое расстояние в единицу времени.
Внешняя среда устремляется не только к самим телам, внутри которых её плотность всегда ниже, но и в область между телами, где её плотность тоже снижена. Поэтому два тела задают два встречных потока среды, которые и движут тела друг к другу. Если этого не замечать и считать пространство пустотой, то движение тел друг к другу будет восприниматься как их взаимное притяжение под воздействием неведомой силы гравитации.
Итак, если вокруг тела возникает градиент плотности среды, и это задаёт её движение от области с большей плотностью к области с меньшей плотностью, то на тело будет действовать ускорение движущейся среды. И при достаточной величине и длительности этого ускорения тело начнёт двигаться вместе со средой.
Но если плотность среды вокруг движущегося тела стала выравниваться, то есть она стала расти там, где раньше была снижена, и куда двигалось тело, то и поглощение телом среды в этом направлении тоже начнёт расти, чтобы сохранить в себе прежний низкий уровень её плотности. То есть уже само движущееся тело станет создавать перепад плотности в окружающей его среде и продолжать движение по инерции — в сторону среды с уменьшенной им плотностью. И никакого торможения тела средой происходить не будет.
homm
05.07.2018 10:59Ну позвольте, всасывается же с ускорением свободного падения, а для ускорения как раз нужно прикладывать силу.
mrhru
05.07.2018 11:25Почти ничего не меняется. Если на нас оказывает действие (прикладывает силу) ускоряющееся относительно нас пространство, то точно так-же наше ускорение относительно «спокойного» пространства, например, в ракете с включенным двигателем, будет приводить к возникновению такой-же силы, приложенной к нам со стороны пространства. И общая сила прилагаемая к ускоряющейся ракете будет равна силе двигателя минус сила пространства. Что-то опять таки слегка противоречит действительности.
4erdak
04.07.2018 00:51-1А вы в общем то и правы, но даже не подозреваете почему. Материя действительно всасывается туда, где она будет иметь состояние с минимальной энергией — в пространстве с более медленным течением времени. 1 нейтрон на нейтронной звезде имеет меньшую массу и энергию по отношению к 1 нейтрону находящемуся на земле(хотя на счет массы это еще спорный вопрос, но вот энергия покоя точно меньше) так как время там идет медленнее(приблизительно 0.7-0.8 от земного) и чем большее количества вещества(атомов, нейтронов) сосредоточить в единице объема тем медленнее в этом объеме будет скорость времени.
coturnix19
04.07.2018 01:28Ну серьезно, как искривление пространства может объяснить то, что я сейчас сижу на стуле и непрерывно давлю на него?
— никак, а вот искривление времени объясняет.
Peacemaker
03.07.2018 12:41Гравитационное излучение появляется всякий раз, когда одна масса движется по орбите вокруг другой, поэтому за достаточно долгое время орбиты уменьшаются. Когда-нибудь в будущем Земля по спирали упадёт на то, что останется от Солнца
С другой стороны, масса Солнца уменьшается каждую секунду на 4 миллиарда тонн, что должно вызывать увеличение радиуса орбиты Земли. Интересно было бы подсчитать, при каких параметрах орбита Земли будет стабильна или наоборот, увеличиваться…Fracta1L
03.07.2018 12:58А ещё солнечный ветер и давление света должны чуть-чуть сдувать Землю с орбиты. С другой стороны, на Землю постоянно падают космические тела, в результате чего она становится тяжелее…
Реальность, ты почему такая сложная?)Porohovnik
03.07.2018 14:19Так это если брать то, что наша звезда одна во вселенной… но их та очень много… И их взаимодействие, хоть и слабое надо учитывать на нас...
П.с.Если бы реальность была бы простой-всё было-бы слишком просто)
id_potassium_chloride
03.07.2018 14:27Может быть, реальность простая, но человечество ещё не додумалось до этого)
Не могу не упомянуть цитату: «Nature is simple in its essence» (H. Yukawa, 1959)Фото
arTk_ev
03.07.2018 13:44-1пора уже физикам-теоретикам слезать с тяжелых наркотиков. Это психодел основанный ни на чем. Они даже не могут дать формального определение массы.
И ответ на вопрос в заголовке я так и не нашел в статье. Если ускоренное движение масс выделяет энергию, а на «выпрямление» пространства тратиться тоже энергия, то это нарушение их же сферических законов термодинамики.id_potassium_chloride
03.07.2018 14:02Зачем наркотики, если с математики и физики штырит круче :)))))
Вот у ОТО как раз есть основания: смещение перигелия Меркурия, грав.волны (прямые и косвенные наблюдения), особо точные измерения на околоземной орбите. Сейчас ОТО согласуется с экспериментом с точностью до долей процента (что с головой кроется погрешностью эксперимента). Если у Вас есть теория, которая даёт такие же точные предсказания и в придачу объясняет ещё что-то типа тёмной материи — опубликуйте её, это будет сенсация, а у Вас — всемирная слава и Нобелевка.trapwalker
03.07.2018 16:23+1О, сударь, ну что вы сразу «опубликуйте». Человек же не претендует ни на что. Просто заткнуть зазнавшихся грамотеев хочет. Ишь, распоясались! А формального определения дать не могут. Разве не доказывает это, что все их теории чушь полнейшая, запутанная и от того несомненно ложная на корню? «Доказывает!» — хором прокричат просветлённые умы в ответ. Истина обязана нам быть простой и понятной, а тут матан и интегралы! Некоторым людям личный опыт подсказывает, что вокруг них одни идиоты. Ничем нельзя им с этим помочь. Таков этот жестокий мир.
spamas
03.07.2018 16:04Вы меня кончено извините, но все-таки… Каков же ответ на вопрос в заголовке? «если масса искривляет пространство-время, как оно распрямляется обратно?»
Я именно поэтому не пошел в свое время на физика учиться :) Много говорильни мало по существуkryvichh
04.07.2018 00:18Пространство выпрямляется по той же причине. по которой оно изначально искривилось при попадании в него этой массы. )
alz72
03.07.2018 17:36Вопрос уже содержит в себе ответ — убрали возмущение — все вернулось на место (изменилась кривизна пространства-времени). На самом деле учитывая равенство ускорения и гравитации в теории относительности, нужно всего лишь подменить понятие гравитации ускорением — и все станет очевидно !
Manfrid
05.07.2018 16:07Вопрос задавался, по видимому, не к теории, а к повсеместной аналогии шарика на резиновом коврике. Типа когда убирают шарик коврик возвращается к нормальному положению из-за упругости, которая объясняется межмолекулярными связями, которые объясняются с помощью электромагнетизма, который… Короче человек спрашивает, чем объясняется "упругость" пространства-времени.
alz72
05.07.2018 16:49Ну на самом деле возвращается не из-за упругости, а из-за того что возмущение убрали — а упругость как раз не дает коврику порваться, и останавливает шарик на точке равновесия сил упругости и силы тяжести. Как раз из-за подобных побочных эффектов при наглядном демонстрировании физики и не любят их, и требуют изучать полновесную математическую модель...
alz72
05.07.2018 16:51Беда подобной модели в том что там есть посторонние силы ( упругости), а в реальности это свойство самого пространства-времени, и никакие силы тут уже не нужны...
kauri_39
04.07.2018 16:07«Материя сообщает пространству, как искривляться, а искривлённое пространство сообщает материи, как двигаться»
ОТО умалчивает, как они сообщают друг другу о рекомендуемом поведении, и почему они исполняют рекомендации друг друга. Реальные взаимодействия материи и пространства в ОТО скрыты за абстракциями и описываются ими. В небольших масштабах точность описания хорошая, но в масштабах от галактик и выше — уже нет. Для повышения в них точности требуется введение дополнительной абстракции — тёмной материи. Или надо менять абстракции и зависимости между ними — строить теорию квантовой гравитации. Это сродни переходу от геоцентризма к гелиоцентризму, и на такую научную революцию у общества должен быть заказ.
Jeyko
05.07.2018 02:34Скажите, прав ли я. Не закидывайте тапками в противном случае, а раз'ясните.
Любое изменение нашего мира и есть «время», например, внутриатомные события.
Эти события и вся подобная тонкая механика замедляются (изменяют свой темп) при нарастании,
убывании (изменении) гравитационного воздействия.
Я слышал что спутники делают поправку своих часов потому что они идут совсем не так как на поверхности.
Это ли не наглядный пример?
Спасибо!
SeregaOSA
05.07.2018 16:06Вы хотя бы задумывались о сути, что пространство искривляется и выпримляется? Это значит, что материя искривляет пространство, что и называется массой для материи (искривление). Это взаимодействие материи с пространством помимо движения. А еще само искривленное пространство взаимодействует с материей. То есть в одном случае процесс без движения (пространство искривлено от материи), во втором случае процесс с получением движения (искривленное пространство к материи). Все это толкает на материальность того, что искривлено, но как материальное пространство может искривляться? Конечно это понятно, никак. Тогда вывод остается в материальных потоках материи, типа темной материи, чьё движение и есть свойство искривленного пространства.
Нет??? Ну, конечно вы скажете нет. Тогда обратим внимание на гравитационную волну или просто на гравитацию, по сути мы пришли к выводу, что гравитация взаимодействует с материей с появлением движения. Обратим внимание на безмассовый фотон, он в пространстве имеет фиксированную скорость движения, она постоянна, константа, не имеет разгона и торможения. Фотоны имеют трехмерную размерность в трехмерном мире. Очень хорошо взаимодействуют с материей. Но, пространство икривлением взаимодействует с фотонами (как в случае с черной дырой). Но, почему у материи нет изначальной фиксированной скорости в пространстве? Смешно? Но движение, это один из типов взаимодействий с невероятным пространством от Гарри Потера. Кстати, кто-нибудь вкурсе, есть ли не подвижная частица материи в пространстве?
Блин… Мне некогда, ссылка на реальный взгляд нашего мира:
black_semargl
Все эти картинки с воронками конечно очень удачно визуализируют ситуацию, но если предположить, что пространство не искривляется куда-то вбок, а просто становится более плотным?
Т.е. в кубометре метрического евклидового пространства (абстрактного) начинает помещаться больше квантов физического пространства. Ну типа как газ в атмосфере, чем ближе к поверхности тем плотнее.
Fracta1L
«Физическое пространство» это бессмыслица какая-то, т.к. пространство-время — чисто математическая конструкция.
black_semargl
То что взаимодействует с гравитацией — всяко не абстракция.
Fracta1L
С гравитацией взаимодействуют физические тела, и они всяко не абстракция)
Sychuan
И в чем же эти тела находятся?
Fracta1L
В квантовых полях, как минимум.
lazycommit
квантовое поле, значит, ничего не имеет общего с физическим телом?;)
Fracta1L
Ну, поле это точно не тело)
alexzzam
И наоборот? Тело не поле? :)
Fracta1L
А вот это уже хороший вопрос. КТП утверждает, что любое тело это поле, точнее — его возмущения)
Sychuan
Т.е. пространство это абстракция а поле — это не абстракция?
Ну и вопрос остается, в чем находится поле?
Fracta1L
А почему оно должно в чём-то находиться? С таким же успехом можно задать вопрос «в чём находится пространство?»
4erdak
Если перейти от набора бессмысленных фраз и картинок к фактам, то факт заключается в том, что никакого «искривления пространства» нет, есть замедление времени В прострастве создаваемое массой, и то что гравитационный центр масс это точка с максимальным замедлением времени, создаваемого телом, или группой тел. Вообще часто густо некоторые сокращают исходную формулировку ОТО, определяющую суть гравитации от фразы «искривление пространства-времени» до «искривления пространства» и этим они полностью убивают для себя возможность понимания гравитации как таковой, потому как иллюзия искривленного пространства создается тогда когда свет движется через это пространсво с неоднородным течением времени и для удаленного наблюдателя складывается впечатления, что скорость света не постоянна, а медленнее. Но представим другой эффект допустим измерить и протянуть гигантскую линейку между точками где время идет не одинаково, а потом с помощью световых сигналов перепроверить расстояние линейки, то для наблюдателя с более быстрым течением времени покажется, что свет шел к нему дольше чем должен был, а наблюдателю с более медленным временем наоборот будет «превышен» лемит скорости света. Но весь прикол в том, что так называемый лимит скорости света в ОТО как между прочим и закон сохранения энергии в ОТО выполняется тогда, когда он не выполняется и тут нет ничего странного так как и скорость(движение) и энергия являются всего лишь функциями времени.
Fracta1L
А отклонение лучей света в гравитационном поле как вы объясните через замедление времени?
4erdak
Ну что за ересь, Каким образом отклонение света в «гравитационном поле» доказывает искривление пространства? Еще Ньютон в 17 века со своей корпускулярной теорией света предполагал, что свет может испытывать гравитационное отклонение, но дело в том, что в реальности угол отклонения ровно в два раза больше чем следует из ньютоновской физики и именно это и рассматривается как одним из основных доказательств ОТО, а не то что свет ВОБЩЕ поддается искривлению.
А вот уже эта двукратная разница:
Так же как и другие 2 эффекта связанные со взаимодействием света и гравитации: гравитационное красного/cинего смещения и гравитационной задержки(а при определенных условиях как в примере с линейкой выше — ускорение сигнала) все три эффекта имеют релятивистскую природу.
Fracta1L
Свет всегда движется по прямой, то бишь, по геодезической. Дальше элементарная логика.
black_semargl
Не, с помощью световых сигналов мерить — оно понятно что будет, но тут мы не узнаем, пространства стало больше или времени.
А вот если тупо материальной линейкой померить, например взять сделать кольцо вокруг тяготеющего тела и натянуть верёвку по диаметру, а потом сравнить их длину и получится ли «пи» в результате…
id_potassium_chloride
А чем это отличается от искривления? Я не особо понимаю разницу. Картинки рисуются двумерными, ибо так проще для обывателя. Правильнее их рисовать трёхмерными, но тогда на рисунке будет много линий, в которых легко запутаться, но если так сделать, то это будет по сути сжатие/уплотнение. По факту их надо рисовать вообще в четырёхмерии.
Существуют теории «искривления пространства-времени в бок», всякие кротовые норы, пузыри, новые Вселенные и прочее, но там физики ещё слабо представляют себе, что там может быть, а что нет
По поводу квантов осторожно: насколько мне известно, в физике (теоретической и экспериментальной) время и пространство не квантованы и имеют непрерывный спектр значений
black_semargl
Да, картинки рисуются как удобнее — двумерными и с воронкой «вбок». Но вот насколько они соответствуют?
Если нет никакого «вбок», а просто изменение плотности — то нет и кротовых дыр с пузырями. Точнее, на макроуровне нет. А на квантовом есть просто изменение плотности в обратную сторону — что уменьшает физическое расстояние между двумя точками.
Ну и собственно это наличие внутреннего давления квантов пространства и есть тёмная энергия.
Плюс читал забавную версию, что это сжатие пространства — может быть не бесконечно, а только например до уровня ложного вакуума. Т.е. полной сингулярности в ЧД нет, сжималось-сжималось и упёрлось в предел.
Что касается размера квантов — то там разговор о величинах 10-33м как помню, на физических явлениях оно никак не сказывается.
Druu
Ну так когда вы на картинке что-то "продавливаете" то вы как раз и изменяете плотность, т.к. растягиваете имеющийся кусок того, чего вы там нарисовали. Можете, с-но, растягивать и без продавливания — с тем же эффектом.
Просто при продавливании можно потом шарик катнуть и он будет крутиться будто бы по орбите, хотя на самом деле, конечно, надо рассматривать одномерное пр-во, в котором будет продавливание в одну сторону и время в другую, с-но получится поверхность с профилем типа параболы возрастающей глубины. Но это будет не так наглядно.
Только оно вообще говоря расширяется, а не сжимается, то есть "плотность пространства" вокруг массивных тел падает, а не растет, в результате чего расстояния становятся короче.
black_semargl
А с точки зрения наблюдателя на этом теле — он падает-падает, ускоряется-ускоряется — а до горизонта всё так же почти бесконечность. И с точки неподвижного наблюдателя рядом — падающий тоже удаляется почти со скоростью света, дистанция до него всё растёт и растёт.
Druu
Ну так это и значит, что "плотность пространства" падает.
У вас от стены до стены два метра. Если "плотность пространства" в этой области упадет вдвое — расстояние станет 1 метр (то есть "количество пространства" которое надо будет преодолеть чтобы дойти от одной стены до другой, станет вдвое меньше), а все скорости, с-но, — удвоятся.
u007
Не шибко физик, спорить не буду но на бытовом уровне же очевидномне тоже кажется, что скорее разрежается
u007
Блин, шеф подошёл, пришлось вкладку спрятать, не успел отредактировать....)
Не шибко физик, в ЧД не лезу, но вблизи Земли на бытовом уровне ведь видно, что тело, которое раньше шло по прямой, вдруг начинает клониться в сторону шарика. Если считать, что чем «меньше пространства», тем быстрее его проходишь, то вроде как получается, что у Земли «пространства меньше», иначе бы тело отталкивалось…
Dodikon
А можно узнать, пожалуйста, где Вы о «сжатие пространства» прочитали? Меня эта тема очень интересует.
nezloy
считается (проверить пока никак) что пространство-время квантовано на масштабе планковских величин
gdsmiler
Ну, вообще проверили, не нашли зернистости вплоть до 10^-48 что «немного» меньше планковской
www.membrana.ru/particle/16368
www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Integral_challenges_physics_beyond_Einstein
black_semargl
Ну в общем непонятно почему квантуемость должна хоть как-то влиять на частицы.
ivaneska
а мнн вот интересно, как вы это собрались измерять? ну уплотнили мы пространство, слон стал размером с корову, но и линейка ваша стала короче. вы намеряете туже длину линейкой. а если будете мерять время за которое пройдет слон некое расстояние то оно также окажется прежним т.к. ваши часы замедлились. в общем темлый лес, а я в нем дилетант #1.
black_semargl
Так как это происходит рядом с неким объектом — то оказывается что облететь вокруг него дистанция короче чем напрямую.