Колко бърза е гравитацията; Квантов свят; SciLogs - научни блогове

Колко бърза е гравитацията? Бих искал да отговоря на някои въпроси с едно изречение: Гравитацията е бърза като светлина. Но въпросът е по-сложен. Това повдига друго: Как гравитацията избягва черна дупка, ако светлината не избяга от нея?

Вече описах какво е светлина. Светлината е вълна в електромагнитното поле и се движи през пространството-време със скорост точно 299 792 458 метра в секунда. Винаги. Нищо не може да бъде по-бързо от светлината и светлината не може да се забави във вакуум.

Но светлината не е същото като електромагнитното поле. Така че, ако разбираме гравитацията под гравитация, тогава светлината като аналогия е неподходяща. Трябва да кажем: гравитацията е бърза като електрическо или магнитно поле. Колко бързо е това?

Вдясно можете да видите снимка на магнитно поле от Wikipedia. Тази картина може да бъде разчетена погрешно: тя може да накара зрителя да мисли, че магнитно поле тече от Северния полюс към Южния полюс. Точно както електрон тече от отрицателния електрически полюс към положителния полюс. Името плътност на магнитния поток, което даваме на едно от магнитните полета, предава същия фалшив образ.

Този грешен образ ме озадачи като ученик: Как така магнитът не се изразходва, когато има постоянен магнитен поток от север на юг? Какво движи магнитния поток?

Всъщност тук нищо не тече. Магнитното поле е статична сила, стрелките на снимката и посоката на плътността на магнитния поток на векторната величина не показват посока на движение, а посока на сила. Това се отнася и за електрическото и гравитационното поле.

Гравитацията не трябва да оставя черна дупка. В приближението на метриката на Шварцшилд черната дупка е заобиколена от статично гравитационно поле. Така че въпросът как гравитацията може да напусне черната дупка, когато светлината не е в състояние да го направи, е излишен. Черната дупка е замръзнало гравитационно поле, което колабирала звезда е оставила след себе си.

И колко бързи са гравитационните вълни? Тук има и друга трудност: Докато светлинните вълни при нормални нива на светлина в домакинството не оказват влияние върху самото пространство-време, гравитационните вълни са грешки в пространството-времето. Те променят дължините и времето, за които се отнася измерването на скоростите. За много малки вълни обаче може да се изчисли скоростта в околното пространство. Съответства на скоростта на светлината.

Гравитацията може да бъде статична. Гравитационните вълни са бързи като светлината.

Публикувано от Йоахим Шулц

Йоахим Шулц е ръководител на група за пробна среда в European XFEL GmbH в Schenefeld близо до Хамбург. Научната му кариера започва в квантовата оптика, където изучава взаимодействието на отделни атоми с лазерни полета. Наред с други неща, тя го запозна с атомната физика със синхротронно излъчване и физиката на клъстерите със свободни електронни лазери. В продължение на четири години той планира, създава и провежда експерименти за кохерентна рентгенова дифракция на биомолекули в Центъра за наука за свободни електронни лазери (CFEL) в Хамбург. В свободното си време той пише, например, тук в блога или на началната си страница "Joachims Quantenwelt".

22 коментара

Много готино, вашите обяснения. Благодаря

Малка печатна грешка: „от точно 229 792 458 метра в секунда“ .... вероятно трябва да бъде 299 792 458.

Нали. Много благодаря!

"Черната дупка е замръзнало гравитационно поле, което колабирала звезда е оставила след себе си."
> Не разбирам изречението, особено това за „замразените“. Звезда с дадена маса и обем се срутва, което води до така наречената черна дупка със същата (?) Маса, но в много по-малко пространство. Центърът на тежестта на масата също трябва да остане непроменен. Това би означавало, че геометрията на гравитационното поле също остава същата?
С други думи: гравитационното поле остава същото, тъй като масата и положението на центъра на тежестта остават същите.
Или? Къде е моята вина?

Да, нищо не се променя без външни влияния.

Хубаво описание и хубави снимки като „Черната дупка е замръзнало гравитационно поле“. Но: Не би ли замръзнало и статично гравитационно поле на черна дупка означавало, че гравитационното поле на черна дупка вече не може да се промени, дори ако е „канибално“ активно, т.е. поглъща звезди и друга материя от заобикалящата я среда? Същият проблем се отнася и за магнитното поле на черна дупка. Изглежда обаче, че магнитните полета около черните дупки произхождат от областта на хоризонта на събитията, а не от самата черна дупка. Но това обяснение не помага при гравитацията.

Аналогията между електромагнитното поле и гравитационното поле като „статични елементи“ от една страна и светлината (като светлинни вълни/светлинни частици) и „гравитационно излъчване“ (като гравитационни вълни/гравитационни частици) като „динамични елементи“ от друга страна, предполага, че не би било проблем, ако гравитационните вълни/частици не могат да напуснат черната дупка, както леките частици не могат да напуснат черната дупка. Особено изречението отгоре "Гравитацията не трябва да оставя черна дупка." ви позволява да направите аналогията със светлината, със светлината, която вече не може да напусне черната дупка.
Но по мое мнение гравитационните вълни трябва да могат да напуснат черната дупка, тъй като увеличаването на масата на черната дупка трябва по някакъв начин да бъде съобщено навън: Това вероятно се нуждае от гравитационни вълни. Така че черна дупка не е черна за гравитационните частици.

Черната дупка, както всеки друг обект, не може сама да променя своята маса. Масата нараства с попадането на повече маса в нея. тази маса на практика носи допълнителното си поле със себе си. Масата на черна дупка може да намалее поради радиацията на Хокинг. Това излъчване се състои от частици, които възникват в хоризонта на събитията. При излизане те изваждат своята част от гравитационното поле, така да се каже.

Общата теория на относителността е локална теория на полето. Няма нужда от комуникация от центъра. Полето се променя поради местни влияния.

Това може да работи. Черната дупка може да бъде преживяна навън само чрез ефекти, произлизащи от хоризонта на събитията. Всичко, което променя полетата извън черната дупка, в крайна сметка ще се дължи на промени в хоризонта на събитията. Тогава излъчването на радиация на Хокинг също би било събитие от хоризонта на събитията

Може да бъде i.p. Обяснявайки потреблението на енергия или енергийния транспорт, „черна дупка“ може да загуби толкова много от своята енергия?

Бонус въпрос:
Има ли специално физическо обяснение за съществуването на гравитацията?

Уважаеми г-н Шулц
Гравитационното поле като физическа същност е - както вече казвате - модел, който е напълно различен от полето на електрически заряд: според ART това е статично деформирано пространство: всичко пада надолу, защото ние седим дълбоко в космическа фуния на земната повърхност и всяка маса - вляво безплатно - щракнете в тази фуния. Чрез ограничеността на пространството, така да се каже.

В това отношение той има много сила около нас - дори не можете да го видите. Винаги мислим - това е масата на земята, която привлича това, което пада там. - Не, не, просто се плъзга надолу по стаята.

И също така се вълнува неусетно, защото космическите вълни се втурват от далечни галактики, причинени от ускорени маси на чудовища.

Описаната картина - вероятно не е грешна - веднага повдига въпроса: Не може ли да има и някаква вълничка, толкова фина, че да не може да бъде измерена, в допълнение към големите вдлъбнатини, причинени от чудовищни маси? С това човек най-накрая би могъл да даде някаква физическа дефиниция на поле.

Но това, което наистина е забележително: маса, която създава гравитационно поле, също се прави инертен в същото време. Сякаш имаше двама братя и сестри - гравитационното поле и инерцията, едното на цената на другото. Няма такова нещо с електричество - или е: таксуване за цената на завъртането? В крайна сметка има известна симетрия (или прекъсване?) - това вече е разгледано по-подробно

Всяка ускорена маса създава космическа вълна. Дори атом, вибриращ в кристална решетка или молекулярно съединение, също трябва да генерира космическа вълна - по принцип. Английският математик Пенроуз предложи да се обмисли дали такива малки вълни не причиняват заплитане на заплетени квантови системи - тоест тези вълни, ако има някакви физически значими порядъци, биха били отговорни за декохерентността и класическото оформяне на нашия материален свят. Заслужава ли си да помислим върху това? Или това беше просто луда идея ?

Горещо ви поздравявам
Фосилиум

Моля, още дневници за това. Наистина бих искал да разбера това малко по-добре, поне в началото.

Не мога да намеря нищо в статията, което да отговори категорично на въпроса, зададен в началото. „Колко бърза е гравитацията“ става „За много малки вълни обаче може да се изчисли скоростта в околното пространство. Съответства на скоростта на светлината. " отговори. как или според кой модел се пази в тайна ... и доколкото ми е известно, това дори не е доказано. Нямам нужда от такива статии.

Решението на загадката на неразбраната тъмна материя.
Ако оставите Големия взрив в Библията и приписвате произхода на материята на сблъсъка, тогава тъмната материя просто се обяснява. Протоните, възникнали от квантите на първичната материя и свободните протони са невидими. Ако протон улови електрон, се създава водороден атом и това може да се види в телескопите. Досега само 10% от протоните, създадени при сблъсъка, са се слели в звезди, за да образуват барионна, видима материя. 90% от още не слетите протони са тъмна материя, което е неразбрано за тези, които вярват в големия взрив, но всъщност съществуват.

Решението на загадката на неразбраната тъмна материя.
Ако оставите Големия взрив в Библията и приписвате произхода на материята на сблъсъка, тогава тъмната материя просто се обяснява. Протоните, възникнали от квантите на първичната материя и свободните протони са невидими. Ако протон улови електрон, се създава водороден атом и това може да се види в телескопите. Досега само 10% от протоните, създадени при сблъсъка, са се слели в звезди, за да образуват барионна, видима материя. 90% от протоните, които все още не са се слели, са тъмна материя, която не се разбира от тези, които вярват в Големия взрив, но всъщност е там. Не можете да обясните това достатъчно, докато не го получите.

Намирам въпроса поне за толкова интересен: колко бърз е тунелният ефект.
В миналото вече е имало интересни експерименти и статии (например http://www.spektrum.de/magazin/schneller-als-licht/821139).

> Ако се раздели масата m на c ^ 2, се получава
> въпрос с 9 * 10 ^ 16 пъти по-малка инерция.

Не разбирам откъде сте взели този номер. В естествени единици 1 * 1 = 1. c е 1 Ls/s и c² е 1 Ls²/s².

Или изчислявате с метри в секунда в релативисткия диапазон? Напълно произволна единица, фута на наносекунда също може да бъде. Последното устройство е особено полезно, когато става въпрос за разпространение на електрически сигнали на дънните платки на компютри с тактова честота GHz. Винаги е по-бавен от 29.9cm/ns или 0.98ft/ns

Що се отнася до естеството на гравитацията, бих имал съвсем друго обяснение. За съжаление, не намерих описание в необятността на Интернет, което да съответства на моята теория. (Ето как попаднах на тази страница тук.) Може би просто ми липсват правилните думи за търсене. Тъй като не съм учил квантова физика или каквато и да е друга естествена наука, моля да ме извините, ако все още искам да добавя горчицата си на този етап и да се откажа от техническите термини за елементарни частици и сложни формули.

Мисля, че гравитацията всъщност не е сила сама по себе си, а просто страничен продукт на друго явление. Триизмерното пространство обикновено винаги се представя като твърда решетка с еднакво подравняване във всички измерения. Предполагам, че тази идея е погрешна.

Но сега стигам до действителната основна идея на моята теория. За тази цел правя следното твърдение:
Материята постоянно поглъща пространството!
Не знам какво се случва с пространството и за моето обяснение няма значение дали се оказва в друго измерение, превръща се във време или каквото и да било. Просто предполагам, че пространството се влива постоянно във всяка елементарна частица.
Но само това все още не е гравитация. Не усещаме никаква разлика дали се движим през пространството (или пространството се движи през нас) с постоянна скорост или всъщност стоим неподвижни.

Гравитацията възниква от геометричната форма на това движение на потока. Тъй като това движение на пространството се случва с една точка (или съвкупност от изключително много точки като планети или слънца), пространството трябва да се разтяга и ускорява все повече и повече, преди да бъде погълнато от елементарните частици.

За по-добро разбиране, нека разгледаме следния двуизмерен пример:
Нека си представим голям контейнер с абсолютно плоска основа. Напълваме това с тънък слой вода. Ако сега отворя дренаж в средата, тогава движението на потока към тази дупка не е линейно, а ускорява, колкото по-близо е водата до дупката. Имаме и това ускорение на водата в триизмерното пространство, ако напр. Б. засмуквайте напълнен съд с маркуч.
Ето как космосът се влива в нашата планета. Този "поток на пространството" не е линеен, а ускорение. И точно това ускоряване на "потока на пространството" ние възприемаме като "гравитация".

Това също би обяснило защо безмасовата светлина (и друга радиация) изглежда се огъва от гравитацията. Самата светлина продължава да се движи по права линия. Самото пространство се огъва, когато светлината се движи през него.

Следователно за мен не възниква въпросът как гравитационните полета могат да надхвърлят границата на скоростта на светлината, за да работят извън черна дупка. Самият поток на пространството не е обвързан със скоростта на светлината. Пространството се влива в черна дупка толкова бързо, че скоростта на светлината не е достатъчна, за да избяга от нея.

Надявам се да съм изразил достатъчно ясно как бих могъл да си обясня гравитацията. Ако има въпроси, мога да се опитам да го обясня по-подробно или да създам скици/анимации, за да го илюстрирам по-ясно. Във всеки случай очаквам с нетърпение реакциите на моята теория - независимо дали това ме води до извода, че глупавото ми бърборене е просто безсмислена идея или някой иска да ме предложи за следващата Нобелова награда. 😉

13.01.2018 Т.-Оливер Папулиас

Уважаеми г-н Шулц !

Скоростта на светлината не трябва да се намалява, въпреки че вие сами признавате, че с голям гравитационен източник (черна дупка?) Той не може да се измъкне оттам. КАКВО трябва да се оцени като намаляване на скоростта на светлината до 0. Или да няма вакуум в черна дупка.