Гравитация

[Шпага]

  On 23.12.2022 г. at 7:19, scaner said:

Ти бъркаш силата с кривината. Те са различни неща, макар и свързани.

Expand  

Щом са свързани, значи има някаква зависимост между тях. Но каква е тази зависимост, след като не е някакво съотношение между двата "вида" кривини - тази, породена от силата, и тази, на пространство времето?

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 7:59, Шпага said:

Щом са свързани, значи има някаква зависимост между тях. Но каква е тази зависимост, след като не е някакво съотношение между двата "вида" кривини - тази, породена от силата, и тази, на пространство времето?

Expand  

Зависимостта е, че например ако знаеш разпределението на потенциала, може да изчислиш както кривината, така и  силата. Но връзката сила/кривина не е пропорционалност, т.е. ако знаеш поведението на едната величина да го сведеш до поведението на другата. А Ники си мисли точно това.

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 8:39, Ниkи said:

Не винаги. В масовите обекти и на още няколко места няма зависимост

Expand  

Няма смисъл от такава упоритост спрямо фактите.

Може да се потрудиш да намериш формулите и да се ориентираш в тях, вместо да приказваш фантазии.

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 8:58, Ниkи said:

В центъра на масовия обект в метриката на Шварцшилд имаш потенциал, но нямаш сила. Къде е връзката? Както и на седловината на картинката по-назад

Expand  

Връзката е, че силата се изразява като градиент на потенциала, и липсата на сила само означава, че градиентът му е нула, не и самият потенциал. Но това е в основата още на Нютоновата теория и никакъв Шварцшилд няма пръст тука, и трябва да се знае от всеки, който иска да дискутира по темата.

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 9:29, Ниkи said:

И ти реши, че не го знам  

Expand  

Въпросът ти те издаде.

  On 23.12.2022 г. at 9:29, Ниkи said:

Както видя, и тук не спорихме при условие, че видях че не си прав

Expand  

Някакъв щраусов синдром те гони, чудиш се какви извинения да си намериш и да се скриеш зад тях...

Безсмислен е такъв спор.

[Шпага]

  On 21.12.2022 г. at 19:51, scaner said:

 

  Цитирай

 

  On 21.12.2022 г. at 21:23, Ниkи said:

Друго, което ми направи впечатление от клипчето е, че свободно падащият наблюдава доплеров ефект на светлината пред и зад себе си. Не би ли трябвало гравитацията, влияейки на светлината, да компенсира този ефект? Примерно идващата светлина от зад, вместо  да има червено отместване, гравитацията да придава енергия на светлината и да възстанови нейната честота

 

Expand  

Не би трябвало.

Expand  

Сканер, това, че свободно падащият наблюдава доплеров ефект, не означава ли, че свободното падане е отличимо от състоянието на покой? 

Нали свободното падане всъщност е равномерно праволинейно, т.е. инерциално движение. А при такова движение - без ускорение - наблюдава ли се доплеров ефект?

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 10:30, Шпага said:

Сканер, това, че свободно падащият наблюдава доплеров ефект, не означава ли, че свободното падане е отличимо от състоянието на покой? 

Нали свободното падане всъщност е равномерно праволинейно, т.е. инерциално движение. А при такова движение - без ускорение - наблюдава ли се доплеров ефект?

Expand  

Шпага, тук почва да се оформя голяма каша.

Свободното падане не е равномерно и праволинейно движение. Свободно падащата система е инерциална, поради физическите закони в нея. В този смисъл движението и не е откриваемо ако изследваш тези физически закони. Доплеровият ефект е частен случай тук след като имаме закони на инерциална система, всички промени в честотите могат да се запишат за сметка поведението на източника или някаква гравитация около него. Ако източникът се приблжава, имаме синьо отместване, ако се отдалечава - червено.

 

[Шпага]

  On 23.12.2022 г. at 11:15, scaner said:

Доплеровият ефект е частен случай тук след като имаме.закони на инерциална система, всички промени в честотите могат да се запишат за сметка поведението на източника или някаква гравитация около него.

Expand  

Добре, но ако и източникът е свободно падащ? Тогава ще наблюдаваме ли доплеров ефект?

Например свободно падащ обект към луната и свободно падащ обект към Земята си обменят светлинни сигнали, докато разстоянието между тях намалява. Ще има ли синьо отместване? И ако има, то ще бъде ли еднакво и за двата обекта? Или обектът, падащ към Земята ще регистрира по-интензивно синьо отместване?

[scaner]

  On 23.12.2022 г. at 16:24, Шпага said:

Добре, но ако и източникът е свободно падащ? Тогава ще наблюдаваме ли доплеров ефект?

Expand  

Ако източникът пада в същото поле (става дума все пак за хомогенно поле, иначе се ограничаваме в локални инерциални системи) то наблюдателят и източникът ще се движат равномерно и праволинейно един спрямо друг, в частен случай в покой. Резлтатът е известен.

Ако единият пада към Луната, другият към Земята, то източникът ще се движи с ускорение спрямо наблюдателя, със съответния резултат. Всеки от обектите ще регистрира едно и също отместване с другия (в един и същи момент, доколкото това е подвластно на относителността на едновременността). Вече, ако намесим и гравитационното червено отместване, ще стане манджа с грозде

[Gravity]

  On 23.12.2022 г. at 6:55, Ниkи said:

Това е седловината между две маси. Там, локално, пространството е с отрицателна кривина

 

В куха сфера, тъмната енергия ще обърне кривината вътре в сферата (колкото и да е малко)

Същото се случва и в ЧД. Високата плътност "разбива" частиците до "бозата" от която са направени - тъмната енергия. Същата сменя посоката на кривина на пространството и няма сингулярност

Expand  

https://en.wikipedia.org/wiki/Roche_lobe

 

Това е изцяло класическа гравитация. В ОТО е различно. Дори и тук нямаш пространство с отрицателна кривина. Пространството в нерелативистичната гравитация е тримерно евклидово и следователно плоско (всиякакви кривини са нула). Това което картинката покзава е гравиката на потенциала. Гравиката е думерна повърхнина в тримерното пространство и може да има положителна, отрицателна, или нулева кривина. Това не е кривината на пространството. 

[scaner]

  On 24.12.2022 г. at 14:49, Ниkи said:

Дай дефиниция за отрицателна кривина, защото според мен, седловината (локално) м/у двете звезди е с отрицателна. 

Expand  

Добре де, kолко още трябва да ти се повтаря, че на графиката отсъства седловини, характеризиращи геометрията на пространство-времето? Съвсем други величини са изобразени. Айде малко усилие в правилната посока, то само с инат и зацикляне до никъде не се стига.

Потенциалът участва в кривината чрез достатъчно сложни връзки, нямащи общо с тази картинка. Ей тука с прости думи се обяснява.

[scaner]

  On 24.12.2022 г. at 14:49, Ниkи said:

Кой параметър, ако не потенциала, ползват при изобразяване на криво пространство? 

Expand  

Освен това трябва да осмислиш за коя точно кривина става дума. Имаме тензор на кривината на Риман, контракцията му дава тензор на Ричи, неговата контракция дава скалар. Самата скаларна кривина за празно пространство винаги е нула, но компонентите на тензора не са нула и те определят силите. Изобщо, трябва да се просветиш на тема кривина и геометрия. Чака те дълго пътешествие

[Малоум 2]

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Chestito-Rozhdestvo-Niutonovo_247.html

"Честитo Рождество Нютоново!

"25 декември е рожденият ден на един от най-великите мъже, ходил някога на земята. Постижения му може с пълна сила да се празнуват навсякъде, където неговите закони важат. А това означава, от единия край на Вселената до другия. Happy Newton Day!" - казва Ричард Докинс.

Нютонмас ("Newtonmas"), аналог на английското "Christmas" е празникът, който отбелязват на 25 декември учени, секуларисти и всякакви неизкушени от религията хора по света.

Да, на 25-ти декември е роден един спасител, по-точно - бащата на съвременната наука - сър Исак Нютон. Той е физик, математик и философ и един от най-влиятелните учени в историята на човечеството. Неговата "Математически начала на натурофилософията", публикувана през 1687, се смята за най-влиятелната книга в историята на науката, тя полага основите на класическата механика. В нея Нютон описва всемирното привличане и трите закони за движение, които доминират като научен възглед за физическата вселена за следващите три столетия.

В началото на 80-те години на миналия век, американският писател, Майкъл Марота, започва да изпраща в края на декември поздравителни Нютонмас-картички, а освен това прави и радиопредаване по темата през 1982 година, което започва с думите на Александър Поуп:

"Природата и природните закони лежаха скрити в нощта;

Бог каза: Нека бъде Нютон и блесна светлина..."

Рождената дата на божествата от различни религии, естествено, е съгласувана с по-древни празници на зимното слънцестоене. Това са празници, свързани с нарастването на слънцето и светлината. Александър Поуп, вероятно намеква и за фундаменталния принос на Нютон и в областта на науката за светлината - оптиката.

Нютон, макар и Създател на класическата механика, е само просто човек, а не някакъв фантастичен герой. Ако не беше се родил Нютон, друг щеше да измисли законите му. 

Айнщайновата теория на относителността не зачерква Нютоновата механика. Добрите теории не умират!

Винаги, когато се появи нова теория, тя не отхвърля старата, ако тя е проверена от опита, а я вгражда в себе си като частен случай. Иначе физиката не би била наука, а мода, в която днес се отрича това, което се е твърдяло вчера, а утре това, което се е твърдяло днес. Затова Теорията на относителността, въпреки революционните си идеи, е продължение на класическата механика. Теорията на относителността е обобщение и уточнение на Нютоновата механика, която е граничен случай на първата и си остава вярна с достатъчна точност за много от случаите. Теорията на относителността съдържа в себе си резултатите и законите на Нютон, но теорията на Айнщайн е излишно усложнение за повечето задачи от практиката ни. За скоростите на движението на небесните тела, на самолети и ракети, класическата Нютонова механика дава удовлетворяващи науката резултати и тези явления продължават да се разглеждат по класическите закони на Нютон.

..."

(има и коментари)

...

...

[scaner]

  On 26.12.2022 г. at 20:45, Ниkи said:

Разкажи за какви сили говориш. Става въпрос за средата м/у две еднакви маси

Expand  

Няма значение колко са телата. Може да са безброй, например непрекъснат флуид с променлива плътност, все тая. Обектите създават във всяка точка гравитационен потенциал. Пробно тяло реагира на градиента на този потенциал, който представлява силата. Това е в класическата физика.

В ОТО нещата са малко по-извъртяни. Разпределениео на материята и енергията променят геометрията на пространство-времето. Тази промяна се описва с метричният тензор на тази геометрия (решението на Шварцшилд дава този тензор при съответното разпределение на материята)), 16 функции, от които 10 уникални. В повечето прости и симетрични случаи тези фунции могат да се сведат до 4. Този тензор конструира тензора на кривината на пространство-времето, тензора на Риман, с 4х4х4х4 = 256 компоненти, голяма част от които поради симетрии се повтарят. Това на жаргона на физиците е "кривината на пространството" която често се употребява.

Ако полето е слабо, от всичко това може да се извлече една величина, която има за аналог потенциала в класическият случай, и нататък се върви по класическата физика - слабите полета в ОТО се свеждат до нютоновата гравитация.

Ако гравитацията е силна обаче, тя престава да се описва с потенциално поле, не може да се опише с един потенциал, трябва да се отчитат всички компоненти на тензора.  И за черните дупки се получава нова физика, там самото свободно падане се различава от нютоновото, орбитите на телата около черните дупки престават да са елиптичнни криви и не са стабилни, законите на Кеплер не важат, не може да застанеш неподвижно в близост до черна дупка независимо от усилията си, и още куп особености. Вътре в ЧД нещата стават още по-странни, например всеки опит да промениш характера на свободното си падане (да го забавиш или ускориш) съкращава времето за което стигаш до центъра...

 

И малко допълнителна информация:

В училищната геометрия сме свикнали на скаларна кривина. Това е т.н. Гаусова кривина, за крива или повърхност. Тази кривина се получава като следа на тензора на Ричи, който пък е следа на тензора на Риман. Както казах, тази скаларна кривина се нулира в области без материя/енергия. От тензора на Риман може да се получи друга следа, при контракция по всичките му нидекси. Тази константа не е кривина, нарича се скалар на Кречман и той не се нулира извън материалните области, нещо повече, не търпи особености и на хоризонта на събитията, за което е удобен да се търсят сингуларностите на ЧД. Това което ти рисуваш по-горе е графика на класическият потенциал, няма никакви допирни точки с някакви кривини на пространство-времето. Тук една забележка: за да имаш потенциал, достатъчно е само възмущение на времевата координата, останалото 3-мерно пространство може да остава плоско, "неизкривено". На практика това е и случаят на слаба гравитация, описвана с класическият потенциал. А в твоите картинки дори няма място за времевата ос

[scaner]

  On 27.12.2022 г. at 8:34, Ниkи said:

Съществуването на ЧД не е ли логически абсурд? Сингулярността не казва ли, че това е невъзможно да се случи. За далечен наблюдател на гравитационен обект, който още не е станал на ЧД, процесът на образуване на ЧД никога няма да завърши (съгласно уравненията)

Expand  

Не е абсурд. Сингулярността показва че има облласт в която нашите знания не се простират. На практика, винаги има такива области, просто не са под формата на сингулярности. Ей на, областта в която класическата механика престава да е валидна и се замества от СТО, също е такава област.

А за далечният наблюдател, проблемът е в него - координатната система която той е ползва има ограничение, тя не описва цялото пространство-време. За това наблюденията му са различни от тези на свободно падащ в ЧД наблюдател, който има пълно покритие (с изключение на сингулярността).  Колкото до уравненията, те са за статична ЧД, която не взаимодейства с нищо, когато пробното тяло което изследва геометрията около нея не и въздейства. В реалният случай на реално падащо в дупката тяло, в близост до хоризонта на събитията тялото "засмуква" хоризонта и го изкривява, и излизаме извън статичното решение което ползваме като опростяване.  А при образуване на ЧД нещата са свръхдинамични и статичният модел който ползваме не работи, той се включва на по-късен етап, когато дупката е образувана.

[scaner]

  On 27.12.2022 г. at 9:38, Ниkи said:

Добре, но задължително ли е да има ЧД. Наблюдаваме нещо... И предполагаме, че е ЧД, защото ОТО го предсказва, като вероятност. ЧД нямат отличителен белег, по който да сме сигурни. 

Expand  

Има вторични характеристики, например особената форма на акреционният диск.

Това характерно разпределение на осветеността много добре съвпада с предсказанието на теорията. И тук работи абдуктивната логика: когато нещо лае като куче, хапе като куче и изглежда като куче, то най-вероятно е куче Науката работи така: имаме потвърдена по много аспекти теория. Тя дава следствие, което добре се съгласува с нея в наблюденията. Можем да го ползваме, докато не се намери детайл който да опровергава тази връзка. То така е с всичко, и с уж най-твърдо установените неща.

 

П.С. Картинката на повърхнината някъде по-горе, която даваше за да обясниш кривината, не е на потенциала. Той няма такива вдлъбнатини, там трябва да има гърбици, максимуми. В центъра на твърдо тяло (земята например) потенциалът е максимален. Силата се нулира.

[Шпага]

  On 27.12.2022 г. at 9:02, scaner said:

А за далечният наблюдател, проблемът е в него - координатната система която той е ползва има ограничение, тя не описва цялото пространство-време. 

Expand  

Доскоро си мислех, че абсолютно всяка координатна система обхваща цялото пространство-време. След един отговор на Гравити, а сега и след този твой постинг започнах да се чудя:

Какво може да ограничи въпросната координатна система? По какви причини тя е ограничена и в какво се изразяват "границите" й?

[scaner]

  On 27.12.2022 г. at 10:54, Шпага said:

Какво може да ограничи въпросната координатна система? По какви причини тя е ограничена и в какво се изразяват "границите" й?

Expand  

Сингуларност в избора на координатите.  Много примери могат да се намерят. Например географската мрежа на земното кълбо има сингуларност на полюсите, там еднозначното определяне на посока се чупи - на Северния полюс няма изток и запад, накъдето и да посочиш, все е юг. Не е като при черните дупки, но е пример.

При черните дупки статичната координатна система, неподвижна с ЧД, търпи сингуларност на хоризонта на събитията. Наблюдател не може да премине и да опише координати - пространствени и времеви - под тази граница. Затова и се ползват други координатни системи, например координатите на Гълстранд-Пенлеве, описващи нещата от гледна точка на свободно падащият наблюдател, или по-разпрстранените координати на Крускал-Секерш, в които се рисуват много диаграми свързани с геометрията на ЧД. Наличието на такива координати показва, че на хоризонта на събитията няма сингулярност, тя е лъжовна поради избора на координати на непдвижният наблюдател. Кои кординати ще се използват, е до удобство.

[Малоум 2]

Популярни обяснения на повечето въпроси поставени по-горе:

...

...

[gmladenov]

  On 27.12.2022 г. at 8:34, Ниkи said:

Съществуването на ЧД не е ли логически абсурд? Сингулярността не казва ли, че това е невъзможно да се случи.

Expand  

Сингулярностите са абсурд, а не черните дупки.

Сингулярностите нямат физически смисъл, както деленето на нула няма физически смисъл.
И според видеото на Малоум горе^^, самият Айнщайн е смятал, че ЧД не би трябвало да съществуват.
Само че те съществуват.

Но вместо да се признае, че моделът на Айнщайн (явно) не е читав, физиците се пънат да намерят
физическа интерпретация на нещо, което по условие няма физичски смисъл. Само и само да не
развалят хатъра на Айнщайн.

[gmladenov]

  On 27.12.2022 г. at 17:30, Ниkи said:

Съгласно уравненията ...

Expand  

Точно това е проблемът с уравненията на Айнщайн (включително СТО): не се гледа реалността,
а първо се гледат уравненията, след което реалността се напасва към "предвижданията" на
теорията.

А трябва да е обратното: първо се гледа реалността, след което уравненията се водят по нея.

[gmladenov]

  On 27.12.2022 г. at 17:36, Ниkи said:

А защо галактиките се въртят.? Прилича ми на кориолисовите сили в мивката от въртенето на Вселената

Expand  

На мен галактиките ми приличат не урагани.

Ако знаем как точно се образуват галактиките, ще знаем и защо се въртят.
На мен ми изглежда, че галактиките се образуват от гравитационния колапс
на огромни облаци газ. Нищо чудно при колапса да се получава завъртане на
материята точно като при водата в мивките.

[gmladenov]

  On 27.12.2022 г. at 17:44, Ниkи said:

... ако това със скоростта е вярно ...

Expand  

Абсолютно не е вярно.

[scaner]

  On 27.12.2022 г. at 17:10, gmladenov said:

Но вместо да се признае, че моделът на Айнщайн (явно) не е читав, физиците се пънат да намерят
физическа интерпретация на нещо, което по условие няма физичски смисъл. Само и само да не
развалят хатъра на Айнщайн.

Expand  

Моделът на Айнщайн е достатъчно читав, за да бъде потвърден от наблюденията. Черешката на тортата в него е, че той показва и границите си на приложимост. Коя друга теория може да се похвали с такова нещо? Нютоновата физика и трябваха 300 години за да достигне до такива прозрения

Вместо да му благодариш на Айнщайн, ти нещо роптаеш. Предлагаш ли по-смислена алтернатива? Не. Е на какво се сърдиш тогава, че не ти се дават всички знания сега и веднага? Айде слез на земята и осъзнай каква е реалнността. Почваш да дразниш с това вечно мрънкане.

 

[scaner]

  On 27.12.2022 г. at 17:36, Ниkи said:

А защо галактиките се въртят.? Прилича ми на кориолисовите сили в мивката от въртенето на Вселената

Expand  

Много просто. Облакът частици, от които галактиката се образува, имат хаотичнни посоки на движение. Но вероятността сумарно всички атоми, които участват в нейното създаване, да имат нулев момент на импулса, е нищожна. Значи моментът на импулса на всяка галактика ще е ненулев, облакът от който тя се създава ще притежава въртене. От тук нататък както при фигуристите - като се свива размера към оста на въртене, поради запазване на момента на импулса, ъгловата скорост нараства, и става видима.

Тук интересният въпрос е друг. Преди две години била изследванабаза данни с информация за 200000 галактики и тяхното въртене. Било открито, че галактиките които се въртят по посока на часовниковата стрелка, са с 2% повече от тези които се въртят в обратна посока. При това колкото по-далечни са галактиките (колкото по-стари са), толкова тази разлика нараства. Което говори за някаква дълбока неравномерност в структурата на вселената, и води до факта, че приеманата еднородност в голям мащаб за да работят моделите, явно е само приближение.