Комментарии 445
Эзра, слегка повернув голову, пробубнил:
- Получили упреждение. Доказали. Что гравитация распространяется. Быстрее света. Впервые доказали.
(А. и Б. Стругацкие. "Стажеры")
Кроме шуток: вот как прочитал эту историю, так и пребывал в уверенности, что рано или поздно именно это и подтвердят. А поди ж ты.
Это ж тот, который "Звездоплавателей" написал? Вообще в голову не приходило поискать, что ещё у него есть, спасибо за наводку)
Это бы нарушало наши представления о запрете передачи информации быстрее скорости света
О, Каллисто! В детстве раза четыре перечитал его. Спасибо за тёплые воспоминания.
Пусть там с путешествием со скоростью света был косяк, что не должны были люди утяжеляться в самом корабле относительно него же самого. Книжка добрая и коммунистически-пропагандная. :)
Мне кажется, идея что мы заперты скоростью света в нашей системе, очень токлива. И верить в нее совсем не хочется) Практически вся фантастика предполагает по сюжету что мы найдем способ, хоть для информации.
Мне кажется, идея что мы заперты скоростью света в нашей системе, очень токлива. И верить в нее совсем не хочется5-10 лет пути до соседней звёздной системы — вполне реально при наличии источника энергии уровня термояда.
5-10 световых лет... Флот от Трисоляриса планировал лететь 400 лет.
Я при чтении этой статьи сперва подумал, что идея тёмного леса уничтожается наличием горизонта событий - нет смысла сражаться за ресурсы, если они станут недостижимы
А сейчас подумал, что может наоборот , количество ресурсов сокращается из-за разлетающегося пространства а значит конкуренция выше.
Но всё же, имхо горизонт событий сокращает необходимость сражаться за ресурсы
На самом деле нет.
Борис Евгеньевич Штерн считал. При наших законах физики полёт в одну сторону займёт около 3000 лет.
И конечно - это не будет "корабль поколений": полезная нагрузка - биоматериалы в сверхпроводящем соленоиде. Вот одна из его мини-лекций:
https://youtu.be/wWD7YBgfuxo
Термояд — это другой уровень.
Плюс, есть варианты с разгоном стационарными лазерами в пункте отправления. А ещё улавливание водорода в межзвёздном пространстве.
Про термояд тоже разобрано. https://youtu.be/o8FbMjH4pFM?t=200
https://ru.wikipedia.org/wiki/Штерн,%D0%91%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%81%D0%95%D0%B2%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D1%8C%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%87
Мне кажется, идея что мы заперты скоростью света в нашей системе, очень токливаМы заперты в рамках своего знания. Расширятся знания — расширяться и возможности.
Не совсем заперты.
Можно найти способ жить дольше - это где-то около уровня наших технологии. А когда победил время - скорость уже не особо важна.
Есть идеи о движении в пузыре пространства, пока теоретические, подтвердят или нет пока неясно, но это шанс. Но это далеко за пределами наших технологий, пока это вопрос исключительно развития.
Также есть шанс на то, что ещё что-то будет открыто, т.к. физика пока не точная, не стыкуется, есть какие-то трещины, из которых может вынырнуть что угодно. Хотя чем больше мы узнаем, тем меньше такой шанс.
Ну а пока скорость света нас надёжно бережет, у нас, как у цивилизации, фактически остаётся только две задачи: выжить и развиваться.
Как минимум нужно решить политические проблемы - люди в пределах цивилизации пока банально не научились договариваться, сплошная конкуренция и средние века в головах, вместо стремления к заездам. К сожалению у цивилизации пока глобально недостаточный уровень цивилизованности, из-за этого большие риски просто провалить задачу выживания цивилизации.
А потом нужно решить и ресурсные проблемы: у нас целая звёздная система всевозможных ресурсов, в шаговой доступности, и с запасом ресурсов на миллиарды лет развития. С текущими технологиями и скоростью развития порядка 50-200 лет до освоения, но судя по всему в ближайшие 30 лет человечеству будут более интересны танчики, а не развитие.
Докинз, кстати, предлагал простой способ продлить средний срок жизни: законодательно запретить людям заводить детей до определённого возраста и постепенно этот возраст повышать. Таким образом все гены, способствующие ранней смерти будут постепенно отсеиваться из популяции (потому что носители этих генов будут меньше оставлять потомства), а гены долгожительства наоборот распространяться. Но тут опять-таки наука упирается в мораль: эта идея очевидно граничит с евгеникой и фашизмом, а люди (в большинстве своем) такое очень не любят.
А не получится лосось, склеивающий ласты сразу после рождения (пусть и в 40-50-60 лет) нового поколения?
В том и суть, что оно уже получилось. Наши организмы уже сейчас более или менее безотказно работают примерно до 25-35 лет, а дальше как повезёт. Мы уже склеиваем ласты после рождения потомства. Просто это склеивание происходит с очень большим разбросом по времени. Просто у нас нет специального механизма для самоубийства особи после того, как дети повзрослели (это не имело бы никакого эволюционного преимущества), но регенеративные способности постепенно ослабевают. Если возраст деторождения станет выше (по любым причинам), то давление отбора начнёт действовать в сторону того, чтобы повышать среднюю продолжительность жизни. Но я так понимаю, что ваш вопрос заключается в том, может ли сузиться разброс в продолжительности жизни при повышении средней продолжительности. Мой ответ - наверное, может. Я не вижу причин этому препятствующих. Но и причин, почему бы это должно произойти я тоже не вижу (кстати, а с чего это вдруг у вас такое предположение возникло?). Руководствуясь бритвой Оккама, скажу, что вероятнее всего такого не будет.
А в Люди как боги Снегова гравитационные волны распространялись именно со скоростью света. Корабли разрушителей стреляли такими волнами.
Там по нынешним реалиям науки скорее была стрельба темной материей, когда гравитация увеличивалась.
Гравитационные волны из этой статьи - это искажения пространства, не знаю даже сможем ли мы заметить их, случись они даже мощные. Мы по сути и так живем в огромной полуволне где пространство разрежается постоянно (и вселенная увеличивается)
Попробую подойти к вопросу о скорости распространения гравитации с помощью простого рассуждения.
Воспользуемся известным экспериментом по доказательству общей теории относительности: отклонение луча света от ближайшей звёзды в поле тяготения солнца. Это ~ 1.75 угловой секунды.
А теперь абстрагируемся: гравитационное поле солнца ловит свет от ближайшей звёзды. Этот свет - это кванты (порции) света. И так как отклонение незначительное, то скорость захватывания порций света гравитационным полем солнца чуть больше скорости света (можно пренебречь). То есть скорость гравитации приблизительно равна скорости света.
Я тоже думал, что гравитация распространяется с неимоверной скоростью, а вон он как
теория относительности получила экспериментальное подтверждение благодаря затмению Солнца в 1919 году, показавшему серьезное искривление света.
Есть теории объясняющие искривление света обычной рефракцией в атмосфере Солнца.
Астрономическая рефракция
https://ru.wikipedia.org/wiki/Астрономическая_рефракция
Солнечная корона
https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_корона
Хороший обзор!
То есть... Опять никуда не летим. :-(
Наоборот же. ))
Если солнце исчезнет, мы еще восемь минут будем двигаться по орбите, вокруг "ничего". Если представить гравитацию в виде веревки, выходит можно повиснуть на веревке, которая никуда не привязана. Точка опоры!
Открываются новые горизонты в области разработки гравитационных двигателей.
Если у вас веревка длиной хотя бы в несколько сотен километров, то можно вполне висеть на ней значительноевремя даже после того, как она перерезана. Ибо натяжение и другие механические силы передаются в веревке со скоростью звука в ней.
Иначе бы можно было бы развить скорость быстрее света, крутя очень длинный стержень, или передавать инофрмацию быстрее скорости света, тыкая кнопку очень длинным стержнем.
> Иначе бы можно было бы развить скорость быстрее света, крутя очень длинный стержень
Ну так в теории же можно, если сделать стержень из какого-то очень прочного материала, который не порвется от центробежной силы.
Нет. Даже в теории — нельзя. Даже если у вас бессконечно прочный материал.
Потому что даже самый прочный материал на таких масштабах будет вести себя как цепь. Вы дернете один конец — а второй об этом ничего знать до поры до времени не будет. Потому что механические силы в метериале будут распространятся со скоростью звука в нем. Вернее, скорость звука и есть та скрость, с которой распространяются механические воздействия в материале.
А если у нас не стержень, а диск?
Без разницы. Если вы его будете закручивать, он в спираль закрутится. центр сделает оборот, а край еще даже не начнет движение. Механические взаимодействия распространяются со скоростью звука. Даже самые твердые материалы - на больших масштабах весьма гибкие.
Но это только при ускорении, а потом ведь угловая скорость на краю сравняется со скоростью в центре?
Это посчитано, правда не для диска, а для сферы (может и для диска, но я не встречал). И нет, при приближении линейной скорости к световой такая фигня начинается из-за искривлений метрики, что только успевай челюсть подбирать. И то, что угловая скорость теперь зависит от широты, поэтому тело не может оставаться твёрдым - это только начало. Сфера превращается в эллипсоид - ну это тоже понятно. Параллельный перенос вектора больше не работает как мы привыкли, вы делаете небольшой круг и возвращаетесь в исходную точку, а вектор смотрит уже не туда. Часы нельзя синхронизировать даже локально. Понятие радиуса теряет смысл, его теперь переопределяют как длину окружности делить на пи - а это весело, потому что обычно у нас сферические координаты (два угла и расстояние от центра от нуля до радиуса).
Достаточно посмотреть видео с тестов всяких бомб на воде. Как огромный корабль из прочных сплавов дёргает как металлическую линейку.
А если у нас не стержень, а диск?
Если вы реально хотите покрутить чем-то со скоростью выше скорости света, то задействуйте фонарик и Луну. Пятно света совершенно спокойно будет перемещаться по Луне со сверхсветовой скоростью.
Можно подробнее? Это как? С условной лазерной указкой так получится?
Вот только проблема в том, что в таком опыте ничего реального не перемещается со сверхсветовой скоростью.
Пятно света — это виртуальный объект. Когда мы говорим, что оно движется — это значит, что в одно место поток фотонов перестал приходить, а в другое — начал.
Видел на Хабре пример и с ножницами и с солнечным зайчиком, но всё не получается понять.
Лазерной указкой направляем на одну далёкую звезду. Теперь перенаправляем на другую. Теперь, виртуально, свет попадал и на все объекты между этими звёздами, и выходило бы, что свет от одной звезды прошёл до другой на сверхсветовой скорости, так?
Или относительно какой точки/места этот виртуальный объект движется быстрее света?
И зачем такая мысленная конструкция нужна?
Ключевые слова — "виртуальный объект". Ни точка пересечения лезвий ножниц, ни солнечный зайчик, ни пятно от лазера не двигаются. Это не объекты, не частицы — это вообще ничто. Их нет, вы их придумали для удобства.
Точка пересечения лезвий — в каждый момент разная точка на лезвиях. Вы можете мыслено двигать такую вооброжаемую точку по всей вселенной как вам захочется с любой скоростью, а так же созадвать и уничтожать их в любых количествах не нарушая никаких законов сохранения. Вот в этом примере эта мысленная точка выбирается так, чтобы быть на обоих лезвиях.
С лазером и зайчиком все также. Разные фотоны света отразились от разных точек в пространстве и попали вам в глаз, создав у вас иллюзию какого-то движения. Можно также расставить по орбите вокруг солнечной системы лампочки и зажигать их по кругу. Так же в телевизоре можно посмотреть, как работает вечный двигатель, или супермен летает, а не падает, как яблоко. Но при этом никакие физические законы не нарушаются.
При этом информация не передается со скоростью большей, чем скорость света. Т.е. жители этих объектов не получат обновления быстрей, чем со скоростью света.
Это называется фазовая скорость. Как пример: удар волны на набережной.
Все просто. Еще 8 минут пространство будет искривлено, и постепенно выпрямится.
Если кто хочет совсем сломать мозг, то вот вам more data.
Масса Юпитера составляет чуть меньше 1% массы Солнца, зато плечо — огромное (в солнечных радиусах). Плюс ещё есть Сатурн того же порядка массы, и с плечом ещё больше. В итоге, мало того, что Солнце само вращается вокруг центра масс Солнечной системы, этот самый центр ещё и не всегда расположен внутри Солнца. Будь Юпитер буквально в несколько раз тяжелее, мы бы жили в двойной звёздной системе (с оранжевым и коричневым карликами), а так у нас нечто переходное.
Так вот, когда мы пытаемся точно рассчитать положение планет в будущем, например для отправки космических аппаратов, нам приходится учитывать вот это вот вращение Солнца вокруг центра Солнечной. И в этих расчётах скорость гравитации считается бесконечной, иначе СС бы давно развалилась.
Никакого противоречия с теорией относительности здесь нет. Со скоростью света распространяются волны, вызванные третьей производной координаты. Гравитационное поле объекта "знает" первую и вторую производные его координат (т.е. скорость и ускорение) и двигается соответственно этому "знанию".
Эффект можно наблюдать в планетарии Celestia.
Достаточно логично, что скорость распространения потенциала принимаю за бесконечность, так как в реальном мире массы обычно не появляются из ниоткуда в большом количестве (исчезать - исчезают, да) и поэтому искривление пространства "постоянно" даже при движении в нем гравитирующих тел.
Со скоростью света распространяются волны, вызванные третьей производной координаты.
Почему третья, разве не вторая?
Потому что для гравитации вторая производная это потенциал ("ускорение"), а вот изменение потенциала, которое собственно и передаётся гравволной - это третья производная. Поле-то тензорное.
Вторая производная - это для векторных полей (например, электромагнитного).
Понятно. То есть, для того, чтобы заряженная частица излучала электромагнитное излучение, ей необходимо двигаться с ускорением (например туда-сюда, по синусоиде, как в антенне). А чтобы тело с массой излучало гравитационную волну, ей не просто надо двигаться с ускорением (например, по орбите вокруг общего центра масс), а двигаться со значительным ускорением частоты вращения (сливаться). Понятно, почему вращащиеся равномерно планеты не излучают гравитационные волны.
А чтобы тело с массой излучало гравитационную волну, ей не просто надо двигаться с ускорением (например, по орбите вокруг общего центра масс), а
... а двигаться с неравномерным ускорением.
Вращение по орбите это тоже неравномерное ускорение (вектор ускорения-то вращается). Поэтому все планеты и их спутники излучают ГВ. Но мощность этого излучения пропорциональна кубу массы делить на пятую степень радиуса орбиты, умножить на очень маленький коэффициент ~ 1e-42. Соответственно, какие-то внятные мощности получаются только для тел звёздных масс, вращающихся на очень коротких орбитах в десятки км. Это могут быть только ЧД и НЗ, всё остальное столкнётся и сольётся раньше.
Справедливости ради масса Юпитера не 1% от массы солнца, а в 10 раз меньше, 0.1% (1,8986⋅10^27 от 1,9885⋅10^30)
Он сказал бы, что люди одновременно и заметят исчезновение Солнца, и почувствуют резкий толчок, который пошлет Землю по прямой куда-то в глубины Вселенной.
Думается, что при изчезновении Солнца мы не почувствуем толчок, т.к. будем одной системой с Землей, и относительно нее не изменим своего положения/скорости.
Толчок случится от внезапного пропадания одной из приливных сил.
Нет не будет. В силу эквивалентности гравитационных и инертных это легко доказать через обычную карусель: если отцепиться от нее в момент вращения единственное, что ощущает тело, это вовсе не толчок, а отсутствие центробежной "силы" (мнимой силы в НИСО самого тела). Тут то же самое. Гравитация в нашем случае действует лишь как сила центростремительная, а если центробежная "сила" настолько мала, что мы ее не замечаем, то при пропаже солнца тем более ничего не ощутим
если отцепиться от нее в момент вращения единственное, что ощущает тело— пример так себе, тело может и не ощутить, а вот человечки, которые будут на этом теле тусить, когда оно отцепится, явно ощутят.
Они же тоже отцепятся. Так что разве что какие-то тонкие эффекты (типа разницы сил на ближней и дальней от Солнца сторон Земли – приливные силы тут уже упомянули).
Что значит пример "так себе"? Тело, пусть даже человек, не испытает никаких перегрузок, просто в силу того, что гравитация действует на все точки тела, а при резком изменении гравитационного поля, волна изменения g пройдет по телу размером с человека настолько быстро, что человек ничего не ощутит своими органами чувств, еще и потому что g на таком расстоянии от солнца крайне мало само по себе. И да, мой изначальный пример не очень корректен: центростремительную силу, и как следствие - центробежную, тело ощущает только если она негравитационной природы, или при большой разности напряженностей гравитационного поля (g) в разных точках тела. В условно однородном поле гравитации тело вполне себе не испытывает абсолютно никаких перегрузок, вне зависимости от того, как движется. Так что при столь малом значении g на такой дистанции от солнца, и при малом времени "растягивающего" или "сжимающего" воздействия волны, человек абсолютно точно ничего физиологически не ощутит. А вот небольшую волну в океане это поднять вполне может, за те несколько сот миллисекунд в разности гравитационного воздействия в разных точках планеты
Вы абсолютно не разбираетесь в том, о чем так смело говорите. Я вам настоятельно рекомендую, прежде чем какие-то смелые утверждения заявлять, изучить хотя бы школьную физику на должном уровне. Человек движется в одной ИСО с землей, если не брать во внимание вращение. С чего бы солнце не притягивало человека, а только землю? XD Где, скажите на милость, начинаются частицы вещества, которые солнце притягивает, а которым она объявила бойкот? Я уже пояснил, почему мы этого не почувствуем: разность гравитационного притяжения при исчезновении солнца распространяется "волной" со скоростью света, следовательно изменение импульса человека будет равняться средней разности сил притяжения дальней части от солнца минус ближней в момент, когда волна "обнуления" гравитации дойдет до ближней части и пройдет следом по всему телу умножить на время действия этой разности гравитационных сил. Посчитать дельта пэ несложно, оно равно mg(среднее)t, где при очень малом m человека и g солнца с расстояния Земли и t->0 имеем, что изменение импульса -> 0. Грубо говоря, когда ближняя часть уже перестанет притягиваться к точке центра масс солнца, дальняя все еще будет это делать промежуток времени l/c, где l- длина тела, а c - скорость света (гравитации). Поэтому "толчок" (на самом деле сжатие тела) будет невероятно незначительным в масштабах человеческого тела. (Возможно человек сожмется от этого на тысячные доли микрон, разве что, лень считать)
То же самое с землей, ее изменение импульса будет больше чем у человека на величину отношения масс, в свою очередь изменение вектора скорости будет одинаковым. (Если пренебречь размерами Земли и человека; которые не вносят существенной роли, разве что приливы и отливы в масштабах океана будут единственным ощутимым эффектом)
P.S. Про самый первый пример с каруселью, который был не очень корректен: понятное дело, что человек почувствует момент, когда вращательное движение (с ненулевым ускорением) перейдет в равномерное прямолинейное (то же самое, что и состояние покоя с точки зрения динамики). Но гравитация на то и гравитация, что при движении в однородном ее поле тело не испытывает никаких перегрузок с ее стороны.
Стоя на поверхности Земли, мы ощущаем силу реакции опоры, отнюдь не гравитацию.
P.P.S Пример про лифт вообще некорректен, ибо не стоит сравнивать все прочие типы сил/ускорений с однородным гравитационным, не создающее никакой нагрузки на тело
P.P.P.S Даже вы сами сказали, что изменится вектор ускорения, который со стороны солнца почти нулевой на расстоянии Земли
У Земли нет двигателей, она может только равномерно и прямолинейно двигаться, с учетом кривизны самого пространства.
Никакого ускорения не произойдет, потому что гравитация — не сила.
Со времен Эйнштейна — давно уже нет.
Такая же "сила", как Кориолисова: удобная для расчетов, но в реальности не существующая.
UPD: если видео приемлемо, то у Vert Dider есть хороший перевод научпопа.
Ну, сторого говоря, "сила" как виртуальное представление для удобства расчетов и сила как результат взаимодействия — совершенно разные силы.
В основе силы трения лежит электромагнитное взаимодействие, просто так удобнее ее описывать; гравитация же — феномен эмерджентный, не требующий взаимодествия для возникновения.
На 8:20 это разбирается, на примере реакции опоры.
гравитация же — феномен эмерджентный, не требующий взаимодествия для возникновенияЭто вопрос выбора парадигмы.
Мсье, должно быть, англичанин…
Считать графитацию через метрику это как писать ООП на ассемблере. В целом примерно понятно, иногда строго необходимо, но обычно таки не оправдано. Но это не делает какой-то из языков ненастоящим.
Хехх.
Если вы строите будку, дачу или даже магазин — то форма Земли не имеет значения и может быть взята плоской. Это не верно, но погрешности на используемых масштабах будут слишком малы.
Если вы собрались устроить междугороднее шоссе, то погрешность станет уже значительной, но все еще можно работать по старинке, просто измерив фактический путь механически.
Если вы планируете полет на самолете или ракете — парадигма плоской Земли порвется.
Так вот, мы тут (этот смеет надеяться, что не у всех, все-таки, память как у золотой рыбки) обсуждаем вопрос, напрямую зависящий от природы гравитации. И классическая, Ньютоновская, модель здесь на стадии разрыва.
И какое же определение силы вы рассматриваете?
И каковы они в инерциальной системе отсчета?
Но с гравитацией возникает засада в том, что в «оригинале» — это дальнодействие, неприемлимое Эйнштейном и его теорией.
И проблема эта разрешается довольно просто, так же как для ЭМ полей: тела взаимодействуют не из далека с друг другом, а локально с «пространством».
Так что я понимаю это так, что логически сила гравитации остаётся в ОТО силой — но силой взаимодействия масс-энергии и пространства.
Поскольку трубы «смотрят» в разных направлениях, гравитационные волны при прохождении повлияют на длину труб по-разному, позволяя ученым засечь эти колебания (а также, может быть, засечь их скорость, то есть скорость распространения гравитации в пространстве).
Это не совсем так. Даже одной трубы хватило бы для детектирования. Вторая труба нужна исключительно чтобы бороться с классическими шумами (типа шума лазера) и усилить сигнал в два раза.
Дистанция тоже была выбрана не случайно: предполагалось, что если волны
будут двигаться со скоростью света, это позволит детекторам засечь их с
разницей ровно в 10 миллисекунд.
А про такое я не слышал. Ведь ГВ приходят из разных направлений, и никогда точно не в направлении между двумя детекторами. Очень сомневаюсь, что под это подбирали расстояние.
но из-за мельчайших помех (которыми могли служить даже далекие подземные
толчки в другой части континента) часто разница была заметно больше.
Скорее, погрешность из-за неточного знания, откуда пришел сигнал (т.е. направления распространения).
Было видно, что скорость гравитации близка к скорости света, но насколько близка? 70%, 90%?
Кстати, ученые это проверяли: если использовать первые пару десятков событий, получается величина между 0.97c и 1.01c (на уровне 90% достоверности).
Одной трубы не хватит. Фишка именно в том, что в то время пока одно плечо становится длиннее другое укорачивается. И только если есть интерференция между ними это можно заметить.
Если у вас есть резонатор внутри плеча (как сейчас есть в детекторах) - достаточно одного плеча. Интерференция в таком случае происходит со светом, отраженным от переднего зеркала.
Действительно, обычно эти эффекты проще объяснить именно с двумя плечами. Но это не обязательное условие.
Если волна перпендикулярна плечу, то интерференции в плече не будет совсем. Если она вдоль плеча, то интерференции тоже не будет потому что искажения длины нет. Под углом в 45 наверное можно будет заметить, но выигрыш чувствительности точно больше чем в 2 раза, помимо возможных направлений.
Если волна перпендикулярна плечу, то интерференции в плече не будет совсем.
Почему не будет? Будет, точно так же как в обычном интерферометре. Или я не понял, что вы имеете в виду под "перпендикулярна". Если волна приходит "сверху" от плеча, то сигнал потеряется в два раза. Во всех остальных случаях - по-разному.
Если она вдоль плеча, то интерференции тоже не будет потому что искажения длины нет.
Тогда не будет, да.
Но речь-то не о конкретной диаграмме направленности детектора, а о принципе действия. Принцип действия не обязательно включает в себя два плеча, это все, о чем я хотел сказать. Просто в статье два плеча подчеркиваются к фундаментально важный элемент, это не совсем так. Важен какой-то способ измерения изменения фазы, а уж как мы это делаем - дело второе.
Будет, точно так же как в обычном интерферометре. Или я не понял, что вы
имеете в виду под "перпендикулярна". Если волна приходит "сверху" от
плеча, то сигнал потеряется в два раза. Во всех остальных случаях -
по-разному.
Когда волна перпендикулярна, все плечо одинаково изменяет длину, это не будет вызывать интерференцию, поскольку длина волны света тоже меняется. Два условных пучка света с разных концов будут проходить плечо за одно и то же время. Интерференция между плечами возникает из-за того, что несмотря на искажение длины волны, время затраченное на прохождение плеча по прежнему меняется с его длиной.
Случай с более сложной ориентацией гораздо сложнее, но мне кажется там тоже будут серьезные проблемы с одним плечом, особенно при текущих частотах гравитационных волн порядка 10Гц.
Когда волна перпендикулярна, все плечо одинаково изменяет длину, это не
будет вызывать интерференцию, поскольку длина волны света тоже меняется.
Это не полное описание того, что происходит. Я писал подробно про это в статье на хабре. Там описывается случай двух плечей, но аналогичное же рассмотрение справедливо и для одного плеча.
Интерференция между плечами возникает из-за того, что несмотря на
искажение длины волны, время затраченное на прохождение плеча по
прежнему меняется с его длиной.
То же происходит и в резонаторе.
Случай с более сложной ориентацией гораздо сложнее, но мне кажется там тоже будут серьезные проблемы с одним плечом, особенно при текущих частотах гравитационных волн порядка 10Гц.
Почему именно 10Гц? Не знаю, я серьезно не думал про одно плечо, потому что это требует нереалистичных уровней стабилизации лазеров.
Но вроде диаграмма получается какой-то такой, если я нигде не налажал.
А Вы можете объясните на пальцах работу резонатора в интерферометре LIGO?
Как пишется в источниках - основная задача резонатора увеличить эффективную длину плеч с 4км до 1200км. Следовательно предполагается, что свет будет переотражаться между зеркалами резонатора 300 раз.
И вот это для меня тонкое место. Как я знаю, резонатор Фабри-Перо является спектральным фильтром, то есть он пропускает излучение, которое совпадает с его резонансными частотами.
Я не совсем понимаю как связаны спектральные свойства резонатора со временем, которое фотон будет находиться внутри резонатора.
Мы же в любом случае получим какое-то число фотонов, которые пройдут "насквозь" резонатор, каким-то потребуется больше переотражений, каким-то меньше, какие-то вообще "исчезнут внутри".
Как я понимаю тут речь скорее всего идет о среднем количестве переотражений фотонов внутри резонатора, которое должно выполниться для того, что бы фотоны покинули резонатор.
Мне непонятно следующее: какой механизм собственно помогает во время этих переотражений фотонам изменить свою энергию (частоту), чтобы выйти из резонатора?
И второй момент - получается, что если мы должны также настроить лазер, так чтобы он формировал фотоны с некоторой отстройкой по частоте, чтобы они сразу не покинули резонатор?
Или я где-то в корне не прав, и не даже если фотон будут иметь частоту, соответствующую резонансной частоте резонатора, то он все равно в среднем переотразится 300 раз внутри резонатора прежде чем покинуть его?
Или я где-то в корне не прав, и не даже если фотон будут иметь частоту,
соответствующую резонансной частоте резонатора, то он все равно в
среднем переотразится 300 раз внутри резонатора прежде чем покинуть его?
Даже если фотон настроен на несущую частоту, он в среднем переотразится 300 раз. Только если бы зеркала были идеально отражающими, фотон бы никогда не вышел.
В случае с резонаторами в детекторах, они одностронние (т.е. "заднее" зеркало полностью отражает). Так что все фотоны в любом случае выходят через переднее зеркало. Почти ничего не поглощается внутри - это одна из больших и сложных инженерных задач для детекторов.
Другое дело, что фотоны действительно меняют свою частоту (мы их запускаем на несущей частоте, а они приобретают частоту сигнала, смещенную от частоты несущей на 100-1000Гц). Но это логично: энергия гравитационной волны переходит фотонам. Если бы не было передачи энергии, мы бы не смогли зарегистрировать волны вообще.
Гипотетический безмассовый гравитон, предложенный в 1930-х годах, так и не был обнаружен, несмотря на массу экспериментов.
Намеренный каламбур?
День добрый!
Я правильно понимаю, что доказательство скорости распространения гравитации построено на таких событиях:
Считается, что гравитационные волны должны изменять длину неких материальных объектов. Если объекты далеко друг от друга - то такое изменение будет слегка не синхронным.
Есть два детектора, измеряющих длину неких объектов с высокой точностью, но на грани возможностей измерения. То есть надо "поймать" результат, при условии, что величина такого результата соизмерима с погрешностью измерения.
Результаты измерения представляют собой огромный массив "шума" с некоторыми случайными и периодическими отклонениями. Эти отклонения интерпретируются после сложной фильтрации, как полезный результат.
Иногда, результаты интерпретации показывают, что объекты действительно изменяли свой размер. Причем таких результатов может быть несколько в течении короткого времени (некий периодический процесс).
Такие результаты проверяются через иные детекторы. Если гравитационный детектор что-то показал, то детекторы гамма-излучения тоже могут что-то показать. Или не показать. Но один раз такое совпадение случилось и оно описано выше. Причем сначала сработал детектор гравитации, потом - гамма детекторы, с разницей в секунды.
Результаты такого совпадения были интерпретированы, как подтверждение близкости скоростей волн гравитации и скорости света.
Я ничего не перепутал и не забыл?
Если это более-менее так, как описано, то стоит наверное обратить внимание на то, что не видно в этих измерениях. Например, были ли обратные события: когда сначала срабатывали гамма-датчики, а потом - гравитационные? А когда они срабатывали вместе? А как они вместе реагируют на техногенные события? Например, на ядерные испытания в Северной Корее? Причем не объявленные, типа тайные.
Есть ли какие-то оценки достоверности и точности исходных данных?
Тут ведь как: понятно, что теоретические слияния сверхмассивных объектов редкие, что такая удача бывает редко. Но удача ли это? Или это два независимых явления, отголоски которых пришли почти одновременно с примерно одного направления? А может быть и с диаметрально противоположных направлений?
их таких с тех пор сделали уже несколько, поэтому с "диаметрально противоположных" - уже никак не получится.
Пункт 1: гравитационные волны превращают круг в эллипс. Если у нас есть волна двигающаяся по направлению z, тогда в то время когда направление x растягивается, направление y сжимается. Через пол периода они меняются.
Считается, что гравитационные волны должны изменять длину неких
материальных объектов. Если объекты далеко друг от друга - то такое
изменение будет слегка не синхронным.
Изменение расстояний между объектами, не длину самих объектов. В грав детекторах измеряют изменение расстояния между зеркалами
Есть два детектора, измеряющих длину неких объектов с высокой точностью,
но на грани возможностей измерения. То есть надо "поймать" результат,
при условии, что величина такого результата соизмерима с погрешностью
измерения.
Измеряется не абсолютная длина, а изменение длины (точнее, расстояния между зеркалами).
Такие результаты проверяются через иные детекторы.
В первую очередь черед другие детекторые гравитационных волн. У нас сейчас работает 5 детекторов, которые могут независимо регистрировать сигнал от гравитационных волн. Сравнение этих сигналов позволяет отобрать настоящие (т.е. приходящие от звезд) при совпадении параметров. Таких совпадений на настоящий момент было очень много, как минимум около 100 идентифицировали как достоверно астрофизические.
От некоторых событий приходят не только гравитационные волны, но и электромагнитные (или нейтрино). Их можно тоже наблюдать независимо, как было сделано в эксперименте.
Но это был единственный раз, когда ГВ детекторы как-то совпадали по времени с электромагнитными. Каждый раз при наблюдении чего-то на ГВ детекторах, мы рассылаем оповещение всем обсерваториям с предложением посмотреть на определенный участок неба. Пока только один раз мы увидели совпадающий сигнал. Но ГВ детекторы только начали свою работу и даже не достигли запланированной чувствительности.
Или это два независимых явления, отголоски которых пришли почти одновременно с примерно одного направления?
Это оценивают независимо и для данного события вероятность совпадения - 10<sup>-8</sup>.
А может быть и с диаметрально противоположных направлений?
Так точно не может быть: событие в эм волнах наблюдали во всех диапазонах. А у грав. детекторов очень специальная диаграмма направленности, они хорошо заличают, откуда пришел сигнал (особенно при использовании нескольких детекторов).
Изменение расстояний между объектами, не длину самих объектов...Это чистой воды софизм: длинна объекта эта расстояние между самыми удалёнными его точками, а расстояние между зеракалами — это длина объекта «канал для лазерного луча выкопанный в земле».
Немного скепсиса:
У нас сейчас работает 5 детекторов, которые могут независимо регистрировать сигнал от гравитационных волн. Сравнение этих сигналов позволяет отобрать настоящие (т.е. приходящие от звезд) при совпадении параметров…Ну детекторы вполне могут наблюдать и настоящие, например, экзотические сдвиги земной коры и/или ядра — чисто сейсмически. С их чуствительностью они много чего могут намерить, чего мы не знаем/не можем точно просчитать в геологии Земли. Тут именно независимое подтверждение является очень ключевым,
НО
<Или это два независимых явления...> Это оценивают независимо и для данного события вероятность совпадения — 10E-8Спасибо за ссылку. На сколько я понял там оценивают вероятность именно такой вспышки совпасть с именно таким видом гравитационных волн, что выглядит как статистическое передёргивание.
Если брать всё детектирование гравитационных волн (в т.ч. и отброшенных и не подтверждённых другими детектрами) и все виды высокоэнергетических событий от слияний (все виды гамма вспышек, потоки нейтрино), то вероятность там на несколько порядков подскочит.
Тем более, как я заметил, волны они тоже не шибко уверенно ( < 5 сигма) детектируют.
(А это значит вероятность того что среди намеренных гравитационных волн есть хотя бы одна ложноположительная — уже довольно велика).
И да. Я как-то ни разу не встречал «баерсовского анализа» детекиирования гравитационных волн. Т.е. ответа на ворпос:
Сколько событий детектирования гравитационных волн должны были получить независимое подтверждение, но не получили?
расстояние между зеракалами — это длина объекта «канал для лазерного луча выкопанный в земле».
Нет, зеркала в данном случае подвешены и являются свободными массами (в направлении луча). Длина вакуумной камеры почти не меняется за счет молекулярных связей. А расстояние между зеркалами - меняется, потому что они свободно движутся.
Ну детекторы вполне могут наблюдать и настоящие, например, экзотические сдвиги земной коры и/или ядра — чисто сейсмически.
Могут, и меряют. Но нет акустических сигналов, которые распространяются со скоростью света между детекторами. Кроме того, есть куча независимых сенсоров, которые измеряют все возможные возмущения вокруг.
а сколько я понял там оценивают вероятность именно такой вспышки
совпасть с именно таким видом гравитационных волн, что выглядит как
статистическое передёргивание.
Нет, там независимый поиск: "To quantify the temporal agreement, we consider the null hypothesis that SGRB and GW detection events are independent Poisson processes and
determine how unlikely it is to observe an unassociated SGRB within 1.74s of the GW signal." Это дает 4.4 сигма только по временному совпадению (не учитывая направление). С учетом направления получается 5.3 сигма, что это сигналы одной природы.
Тем более, как я заметил, волны они тоже не шибко уверенно ( < 5 сигма) детектируют.
Нет, что вы, гораздо больше 5 сигма. Не знаю, откуда вы взяли, что не сильно уверенно? False alarm rate, который обычно используют для ГВ сигналов для GW170817 был типа 10 тысяч лет, и 200 тысяч лет для GW150914.
Я как-то ни разу не встречал «баерсовского анализа» детекиирования гравитационных волн. Сколько событий детектирования гравитационных волн должны были получить независимое подтверждение, но не получили?
Пока - только одно должно было получить, оно и получило. Когда мы будем наблюдать больше слияний нейтронных звезд, будет больше независимых наблюдений.
Изменение расстояний между объектами, не длину самих объектов. В грав детекторах измеряют изменение расстояния между зеркаламиТо есть растяжение пространства происходит «сквозь» материю? То есть материя при этом никак не взаимодействует с этим процессом? А как-же тогда гравитация — свойство материи, влияющее на пространство?
Давно ждал возможности задать этот вопрос...
Короткий ответ: взаимодействует:)
Длинный ответ: материя находится в пространстве. Ее масса (как и любая энергия, кстати), искривляет пространство. Искривленное пространство определяет, как материя движется в пространстве.
Поэтому когда пространство растягивается гравитационной волной, для материи это выглядит как и другое искривление пространства (скажем, под действием массы Земли). И материя движется соответственно.
При этом сама материя тоже, конечно, создает искривление, но для зеркал оно очень-очень мало, так что им можно пренебречь.
То есть, процесс такой: приходит гравитионная волна, смещает зеркала (при этом тратится какая-то энергия). Движение зеркал в свою очередь приводит к испусканию гравитационной волны (только очень-очень слабой).
Ну и наконец: сама материя тоже немного растягивается вместе с пространством. Только ее держат силы молекулярных связей, так что растягивается она не так сильно. Но есть эксперименты, которые пытаются зарегистрировать именно такое растяжение самой материи (например, эксперименты Вебера).
Не могли бы Вы пояснить, что именно Вы имеете в виду, когда Вы говорите об искривлении пространства? Что собственно искривляется?
Тут скорее вопрос в чём оно искривляется?
Но тут всплывает проблема что пространство-время в общем-то полностью «статично» (детерминизм и всё такое) и такие вопросы немного теряют в смысле.
Тут скорее вопрос в чём оно искривляется?Вот кстати да. Относительно чего пространство искривляется или растягивается?
Относительно себя же. Это сложно представить, ибо мы можем себе представить максимум изогнутую 2-мерную поверхность в 3-мерном пространстве.
Но кривизна — это свойство расстояния внутри пространства. Наше пространтво не обязано быть изогнутой загогулиной в обычном неизогнутом 4-мерном пространстве. Просто есть наше пространство и метрика в нем описывается вот этими формулами, которыме же описывается метрика, допустим на поверхности сферы или седла.
Тоже и с растягиваниями. Нам легко представить, что эластичная ткань прогибается под весом шарика или растягивается, когда ее тянуть за края. Все это происходит в обычном трехмерном пространстве. Но математическая модель расстояния в этой ткани не требует, чтобы эта такань была в каком-то трехмерном пространстве.
Ха-ха. Это очень смешно. В Википедии написано, что "пространство (физическое или обычное) -- это трехмерное пространство". Вы на вопрос "относительно чего пространство искривляется" отвечаете "относительно себя же".
Язык позволяет вообще все что угодно сказать: можно сравнивать кислое с пестрым, можно обсуждать хливких шорьков, шныряющих по наве, можно поговорить о том, что пространство - это пространство и оно искривляется относительно самого себя. И плюсик за это получить.
Исходный вопрос, тем не менее, никуда не делся и по-прежнему требует ответа по существу, а не просто набора произвольных слов: что именно искривляется-то?
Ну вот нет какого-то внешнего "надпространства", в котором наше пространство искривляется, как лист бумаги в обычном пространстве. По крайней мере такое не обнаружено, да оно и не нужно. Почитайте, что такое кривизна. Ну вот просто получается, что "значение некоторого дифференциального выражения 2-го порядка" оказывается не нулевым. Это свойство пространства самого по себе. Не относительно чего-то.
В определении кривизны, на которое Вы ссылаетесь, речь идет о свойствах "объектов". Но физическое пространство - не объект.
Кривизна́ — собирательное название ряда характеристик <...>, описывающих отклонение того или иного геометрического «объекта» (кривой, поверхности, риманова пространства и т. д.) от соответствующих «плоских» объектов (прямая, плоскость, евклидово пространство и т. д.).
Так от чего отклоняется пространство?
(P.S. и да, пишу уже прямым текстом — хватать путать искривление 3-х мерного евклидова пространства и 4-х мерного псевдоевклидова пространства-времени)
Наше пространство — вполне себе геометрический "объект" из этого определения.
Геометрический объект - это ментальный концепт. Это абстракция, не имеющая соответствия в реальном физическом мире. Так же как число. В реальном мире нет чисел как таковых, понимаете? Вы отождествляете идею, живущую в человеческой голове, с физической реальностью.
Чисел в реальном мире нет. А вот 10 километров, 7 кулонов, 3 джоуля, 4 яблока и 200 граммов — есть.
Числа — это свойства реально существующих вещей, которые, оказывается, полностью описываются математикой чисел. Можно сложить 2 яблока и 3 яблока и получить, как и ожидается, 5 яблок.
Так же и пространство. Кривизна — это его свойство. Свойство можно измерить. Можно заметить как оно меняется в зависимости от каких-то воздействий. И оно описывается математикой геометрических объектов.
Вы отождествляете идею, живущую в человеческой голове, с физической реальностью.
Именно так и работает наука. Строится математическая модель — идея, живущая в человеческой голове, которая как можно точноее описывает физическую реальность. Если модель снова и снова делает правильные предсказания, то она считается доказанной и физическая реальность считается описываемой этой моделью.
Дальше уже не повторяют каждый раз, что пространство описывается уравнениями, присущими геометрическим объектам. А тупо говорят, что пространство — это на самом деле такой-то и такой-то геометрический объект.
Числа - это свойства реально существующих вещей, верно. Но пространство - это не "реально существующая вещь". Это ментальный концепт. В реальном мире существуют расстояния между объектами. Но не существует "совокупности этих расстояний" как самостоятельной сущности.
Если наука действует по описанному Вами принципу "Строится математическая модель — идея, живущая в человеческой голове, которая как можно точнее описывает физическую реальность. Если модель снова и снова делает правильные предсказания, то она считается доказанной", это вообще-то означает, что наука принципиально не отличается от веры. Сначала необходимо ПОВЕРИТЬ в соответствие между идеей в голове и реальностью, а затем - в то, что множество правильных предсказаний тождественно истине.
Конкретно в обсуждаемом случае идея соответствия между кривым геометрическим пространством и реальным физическим вообще-то ни на чем не основана, кроме нашего желания объяснить непонятное через придуманное.
В реальном мире существуют расстояния между объектами. Но не существует "совокупности этих расстояний" как самостоятельной сущности.
Всмысле, вы считаете, что пространства не существует?
Сначала необходимо ПОВЕРИТЬ в соответствие между идеей в голове и реальностью
Нет. Это соответствие как раз доказывается экспериментами. То самое предсказание. Но надо поверить, что законы природы познаваемы, действуют универсально. Ну и еще, конечно, есть вера в авторитеты, ибо уже давно никто не может самостоятельно проверить всю физику. В этом смысле наука немного похожа на религию. Но есть фундаментальное различие — наука работает.
Вы не поняли мою мысль.
Что касается пространства. Геометрическое пространство и реальное физическое пространство -- это два разных МЕНТАЛЬНЫХ объекта. Пространство как реальный объект не существует, существуют лишь расстояния между физическими объектами. Что здесь не соответствует истине?
Что касается соответствия между идеей и реальностью, Вы перепрыгиваете через одно звено и возражаете не на мое утверждение. Чтобы доказывать соответствие, нужно для начала поверить в существование самого этого соответствия, понимаете? Не в идею как таковую, а в то, что между этой идеей, существующей в голове у человека, и реальностью, существующей вне наших голов, есть связь. Вот как Вы верите в то, что абстрактное геометрическое пространство можно ставить в соответствие реальному физическому. Но это акт веры, понимаете? Попробуйте строго аргументировать правомерность такого соответствия.
Геометрическое пространство и реальное физическое пространство — это два разных МЕНТАЛЬНЫХ объекта.
Геометрия выросла как раз из измерения этого самого физического пространства.
Пространство как реальный объект не существует, существуют лишь расстояния между физическими объектами.
Вот эти самые расстояния подчиняются математическому аппарату геометрических пространств. Как физический объект вода подчиняется уравнениям Навье — Стокса. Так и физический объект "расстояние" подчиняется уравнениям изучаемым геометрией.
Чтобы доказывать соответствие, нужно для начала поверить в существование самого этого соответствия, понимаете?
Ну это постулат познаваемости, да. Мы предполагаем, что физический мир соответствует каким-то математическим моделям (каким конкретно — показывают эксперименты). Без этого постулата науки быть не может.
В него верят, потому что он тупо работает. Самолеты летают, смартфоны — работают. Именно так, как описывает математика.
В более общем смысле, можно ослабить его до "поведение мира соответствует какой-то модели". В худшем случае эта модель — копия всего мира: по сложности равна всему миру, никак не применима на практике, ничего не объясняет и не предсказывает. Но модель, т.е. описание мира всегда можно составить.
Батенька, да Вы трансформер :)
Я правильно понимаю, что если физический объект "вода" описывается уравнениями, то из этого следует, что все, что описывается уравнениями, является физическим объектом? Дырка от бублика тоже описывается, следует ли из этого ее самостоятельное существование как физического объекта? Кажется, никто еще не возносил уравнения на такую высоту :)
Мы предполагаем, что физический мир соответствует каким-то математическим моделям
Верно, но из этого не следует, что любая понравившаяся нам математическая модель может быть поставлена в соответствие любому явлению просто потому, что это красиво. Вот в данном конкретном случае я задаю очень простой вопрос: что именно искривляется в реальном пространстве, свойства которого пытаются описать по аналогии с абстрактными математическими пространствами. И никто не может мне ответить. Вместо этого мне пытаются объяснить, что такой вопрос задавать не надо, надо просто верить в математику. Но непонятно, почему произвольное соответствие между реальным физическим пространством и абстрактным математическим правомочнее, чем мой вопрос. Он тоже красивый :))
Вот в данном конкретном случае я задаю очень простой вопрос: что именно искривляется в реальном пространстве, свойства которого пытаются описать по аналогии с абстрактными математическими пространствами. И никто не может мне ответить.Скорей всего, это такое следствие развитие науки — мы уже не можем понять/ощутить, что это на самом деле, а можем всего лишь увидеть, что математические выкладки подтверждаются числами на табло экспериментального прибора.
Это сравнительно новый тип науки, в которой модели реальности есть, а что там происходит на самом деле — можем лишь догадываться.
Я правильно понимаю, что если физический объект "вода" описывается уравнениями, то из этого следует, что все, что описывается уравнениями, является физическим объектом?
Нет. Из того, что вот эта овца белая — не следует, что всё белое — овцы. Классическая логическая ошибка, откуда вы это взяли вообще?
Дырка от бублика тоже описывается, следует ли из этого ее самостоятельное существование как физического объекта?
Почему у вас все обязательно должно быть физическим объектом? Дырка от бублика — это свойство бублика, его формы. Оно существует. И согласно топологической математической модели этой дырки, бублик можно за эту дырку повесить на веревочку, что и наблюдается в реальном мире. Так и расстояния — свойство пространства.
Верно, но из этого не следует, что любая понравившаяся нам математическая модель может быть поставлена в соответствие любому явлению просто потому, что это красиво
Я этого нигде и не утверждал.
что именно искривляется в реальном пространстве, свойства которого пытаются описать по аналогии с абстрактными математическими пространствами.
Метрика расстояния искривляется. Само пространство. Вы не воспринимайте слово "искривляется", как изменение формы физического объекта. Пространство — не объект, который можно пощупать. Формы у него нет. У него есть только расстояния в нем и свойства этой метрики.
Слушайте, чтобы не плодить взаимное непонимание, предлагаю Вам простое решение. Вы подвесите бублик за дырку на веревочку в соответствии с Вашим утверждением
бублик можно за эту дырку повесить на веревочку, что и наблюдается в реальном мире
выложите фото, и тогда мы продолжим этот увлекательный разговор.
выложите фото, и тогда мы продолжим этот увлекательный разговор.
Подмена понятий detected.
Спасибо за фото и позвольте на этом откланяться.
Что не так? Если вы себе как-то иначе представляли подвешивание бублика за веревку, то это ваши проблемы, а не подмена понятий.
За дырку.
За пустое пространство внутри бублика.
А продемонстрировали подвес бублика за сам, собственно, бублик.
Таким образом, подменив дырку от бублика самим бубликом.
То есть, постулировав N=0 при N>0.
Дырка от бублика тоже описывается
Не описывается.
Что инвалидирует остальные выкладки, опирающиеся на это утверждение.
Самостоятельно сможете догадаться, какой объект описывается тем, чем вы хотите описать дырку от бублика? Подсказка — это бублик! И дырка — одно из свойств, его описывающих.
Но надо поверить, что законы природы познаваемы, действуют универсально
Не надо в это верить. Второе отлично доказывается самим существованием одинаково устроенных сложных систем. Первое, в общем-то, тоже.
есть вера в авторитеты
Там, где появляется вера в авторитеты, заканчивается наука.
В маглев или туннельный микроскоп не нужно верить, их достаточно потрогать. Они существуют и работает ровно так, как запланировано — а значит, лежащие в основе их функционирования теории — верны.
И понимать электродинамику и квантовую физику для этого — совершенно необязательно.
Но есть фундаментальное различие — наука работает.
Это следствие. Фундаментальное различие в другом: принципиально противоречащие друг другу подходы в каждой из них. Религия требует веры вместо проверки, наука — проверки вместо веры.
Не надо в это верить.
Вообще говоря — надо.
Что если на самом деле это боженька или инопланетяне играют офигительный пранк над человечеством и все наши эксперименты ведут себя именно так, как ведут, потому что ему/им это забавно? И иногда по средам вечером в случайно взятой точке земли законы совсем не такие? Или ему вдруг надоест и все будет совсем не так? Или вот та штука с супердетерменизмом, что оказывается-то мы просто так совпадает проводим только те эксперименты, которые дают вот такие вот результаты, потому что мы тоже часть мира и как-то в нас это заложено. А вот если бы вот тут эксперементатор вдруг зеркало в другую сторону повернул — то частица бы совсем по-другому себя повела и все такое?
Но верят в науку а не в эти бредни, в основном потому, что она работает.
Там, где появляется вера в авторитеты, заканчивается наука. В маглев или туннельный микроскоп не нужно верить, их достаточно потрогать.
Вы лично все это трогали? Вы лично проверили все выкладки и провели все эксперименты? А посмотрели ли вы в микроскоп на срез вашего процессора? Вам, конечно, объяснили, что там pn-переходы, полупроводники и электричество, но вы сами-то все это проверили, руками пощупали? И вообще, а микроскоп-то разобрали после этого, вдруг он на самом деле просто показывает картинку с пленки, а не увеличивает изображение и оптика — враки производителей стекла?
Конечно, нет. По большинству пунктов вы верите учебникам, учителям, научным статьям. Ну и в то, что мир не сойдет с ума в следующий момент и все законы не перестанут действовать.
И эта вера вас не подводит именно потому, что похоже наш мир все-таки познаваем и законы универсальны, и все ваши устройства работают и та малая часть эксперементов, что вы лично проверили — совпадает с тем, что написано в книгах.
Я думаю, тут мешает язык. Искривление пространства - это изменение того, как мы определяем расстояние между точками. Представьте три разных координатных сетки: для каждой из них расстояние между двумя точками будут разными. При этом изменение этой координатной сетки не зависит от наличия третьего измерения. Именно это происходит и в случае с пространством-временем в ОТО.
Изменение того, как мы определяем расстояние между двумя точками, - это изменение, происходящее в нашем мозгу, а не в реальном физическом пространстве. Понятно, что наше сознание может представить себе много разных координатных сеток, как и хливких шорьков. А мой вопрос вполне конкретен: что именно соответствует нашим ментальным координатным сеткам в реальном мире?
В реальном мире изменяются расстояния между объектами.
Это понятное объяснение :) А теперь объясните, пожалуйста, как от конкретного изменения расстояний между объектами Вы переходите к утверждению о кривизне пространства, т. е. этих самых расстояний? В реальности, не в уме.
Это определение кривизны пространства. Буквально: то, что называется кривизной пространства, это то, каковы расстояния между объектами (по сравнению с плоским пространством). Измеряете расстояние между двумя объектами до того, как произошло изменение (пришла грав волна) и после. Сравниваете.
Слушайте, ну апелляция к определениям - это уход от ответственности :) Пожалуйста, объясните мне своими словами, как Вы лично это понимаете. Вот два объекта были на расстоянии A1, а затем расстояние между ними становится A2. Где тут кривизна?
Если вы возьмете несколько объектов, то увидите, что расстояния между ними поменялись по-разному. Кривизна характеризует, как эти изменения зависят друг от друга.
ОК, но ведь их зависимость друг от друга можно объяснять разными способами. Правильно ли я понимаю, что идея "кривизны" выбирается как одно из простейших (для нашего воображения) объяснений наблюдаемой реальности?
А их зависимость друг от друга оказывается связанной с гравитацией.
Идея же кривизны - это то, что приходит к нам из простой геометрии. Таков наш матаппарат. Другой математики у нас нет. Но в нашем языке "кривизна" имеет много значений, которые дают разгуляться воображению: что если у пространства есть кривизна, то оно должно быть искривлено куда-то еще в другое измерение. Но нет, речь идет исключительно о связях между расстояниями в разных направлениях (и временными отрезками, кстати). Для этого не нужно никаких других измерений.
Идея же кривизны - это то, что приходит к нам из простой геометрии. Таков наш матаппарат. Другой математики у нас нет.
Вот Вы опять перекладываете ответственность, только теперь на математику. Но математические идеи в качестве объяснений для наблюдаемой реальности сами собой не приходят. Их люди выбирают. Правильно ли я понимаю, что идея "кривизны" выбирается как одно из простейших (для нашего воображения) объяснений наблюдаемой реальности?
Я столь настойчиво спрашиваю как раз потому, что не даю разгуляться воображению.
Правильно ли я понимаю, что идея "кривизны" выбирается как одно из
простейших (для нашего воображения) объяснений наблюдаемой реальности?
Нет никакой "идеи" кривизны. Кривизна - это свойство пространства, в котором мы находимся. Которое, кстати, является физической реальностью, обладает энергией и прочими свойствами физической реальности.
Как вы наблюдаете эту кривизну? Например, когда падаете с велосипеда: ваше тело двигается в пространстве-времени по определенной траектории.
Если Вам надоело отвечать на мои вопросы, Вы просто перестаньте на них отвечать, так будет честнее. Но не надо доходить до утверждения, что криволинейные траектории движения объектов свидетельствуют о кривизне пространства.
Из того, что Вы рассказали в этой ветке, в сухом остатке имеются лишь несколько объектов, между которыми по-разному меняются расстояния. Мне кажется довольно очевидным, что этот факт можно объяснять по-разному. И по-прежнему совершенно непонятно, что именно в реальном мире соответствует абстрактным криволинейным пространствам из области чистого математического разума. Выглядит так, что Вы произвольно соотносите друг с другом разные вещи (то, что существует в уме, и то, что существует совершенно независимо от ума) на том лишь основании, что в человеческом языке они именуются одним и тем же словом "пространство".
Давайте так: гравитационные волны - искривление пространства-времени. Они переносят энергию (и импульс). Являются ли они объектами физической реальности или "просто играми ума"? На мой взгляд перенос энергии однозначно указывает на реальность гравитационных волн и пространства. Если вы можете объяснить этот эффект в рамках концепции "пространство - это просто набор расстояний между объектами", то флаг вам в руки.
Видите ли, для Вас набор слов "искривление пространства-времени" обладает смыслом, а для меня - нет. И я хочу выяснить, что именно стоит для Вас за этими словами. Конечно, перенос энергии свидетельствует о существовании волн. С этим никто не спорит.
Похоже, непонимание сводится к разному содержанию термина "физическое пространство". Вы выше написали, что пространство является физической реальностью, обладает энергией и прочими свойствами физической реальности. Возможно, это общепринятая ныне точка зрения, но общепринятость вовсе не делает ее убедительной: это своего рода научная казуистика = изворотливое доказательство желаемого.
Пространство само по себе ничем не обладает и не является самостоятельной физической сущностью. Пространство - это дырка от бублика. Если пространство между физическими объектами во вселенной наполнено энергией, значит, есть некое поле или носитель этой энергии. А утверждение, что энергия есть свойство самого пространства -- это произвольное казуистическое расширение понятия "пространство". Это игра со значением слова, которая позволяет современной физике увиливать от эфирных гипотез.
Сразу оговорюсь: я вовсе не утверждаю, что эфир или что-то подобное существует. Мое утверждение сводится к тому, что: наличие энергии и гравитационных волн, перемещающихся в пространстве, требует либо гипотезы о существовании носителя этой энергии и этих волн, либо игр со словом "пространство", которое из дырки от бублика начинает волшебным образом превращаться в самостоятельную физическую сущность.
Заметьте, что Вы не можете убедительно объяснить свойства этой удивительной физической сущности. На простой вопрос "что именно искривляется" у Вас нет ответа за исключением аналогий с абстрактными математическими пространствами. Но попробуйте взглянуть непредвзято: Вы же подгоняете реальное физическое пространство под желаемое объяснение. Когда нужно сравнить его с математической абстракцией, оно приобретает свойства этой абстракции (кривизну), а когда нужно объяснить наличие энергии, оно теряет свойства абстракции и превращается в "физическую реальность, обладающую энергией и прочими свойствами физической реальности". Это напоминает анекдот "ты либо штаны надень, либо крестик сними" :)
Вопрос в том, что вообще понимать под "физической сущностью". Для меня физической сущностью является то, что производит видимый эффект на реальность. Например, гравитационная волна смещает зеркала, передавая энергию при этом.
Мое утверждение сводится к тому, что: наличие энергии и гравитационных
волн, перемещающихся в пространстве, требует либо гипотезы о
существовании носителя этой энергии и этих волн, либо игр со словом
"пространство", которое из дырки от бублика начинает волшебным образом
превращаться в самостоятельную физическую сущность.
Именно так, пространство-время превращается в самостоятельную физическую сущность. Мы однозначно наблюдаем передачу энергии из гравитационных волн в движение зеркал. Соответственно, мы вынуждены признать, что существует нечто, передающее энергию со скоростью света и воздействующее гравитационно. Для меня значит одно: пространство-время являются физическими сущностями, которые обладают энергией и могут переносить энергию.
На простой вопрос "что именно искривляется" у Вас нет ответа за
исключением аналогий с абстрактными математическими пространствами.
Пространство-время. Это физический объект. То, что для вас это "дырка от бублика" затрудняет объяснения, т.к. в рамках концепции "дырка от бублика" объяснить это невозможно.
Кривизна - одно из свойств пространства-времени. Точно так же, как спин или заряд - свойство электрона.
Хм, мы начали ходить по кругу.
мы вынуждены признать, что существует нечто, передающее энергию со скоростью света и воздействующее гравитационно. Для меня значит одно: пространство-время являются физическими сущностями, которые обладают энергией и могут переносить энергию.
Если для Вас это "значит одно", стало быть, Вы рассуждаете догматически, т. е. отказываетесь рассматривать возможные варианты. Ежу понятно, что если "существует нечто, передающее энергию со скоростью света и воздействующее гравитационно", то есть как минимум два варианта объяснения: либо искать это "нечто передающее", либо допускать, что уже известные нам сущности обладают свойствами, позволяющими им переносить энергию. Вы предпочитаете второй вариант и в качестве такой уже известной "сущности" выбираете "пространство-время".
Вы повторяете фразу "Кривизна - одно из свойств пространства-времени" как символ веры. Дык и я с радостью уверую, если Вы сможете мне объяснить, как Вам это удалось.
Но пока Ваша вера не выглядит убедительной и обосновать ее независимо от догм Вы не можете. Вы просто повторяете, что "кривизна - одно из свойств пространства-времени". Однако многократное повторение само по себе не делает Ваше утверждение истинным. Конечно, "дырка от бублика" - это упрощенное представление. Но если Вы хотите его усложнить, сделайте это честно: объясните мне своими словами, без апелляции к догмам о кривизне по определению, что именно там все-таки искривляется?
либо искать это "нечто передающее",
Не только искать это нечто, но и теорию, это нечто описывающее в полноте. Предложите свою - поговорим.
Я же руководствуюсь бритвой Оккама и не создаю новых сущностей без необходимости.
Вы повторяете фразу "Кривизна - одно из свойств пространства-времени" как символ веры.
Это не символ веры, это буквально входит в понятие пространства-времени. Не может существовать пространства без кривизны (даже если пространство - это просто расстояния между объектами, как вы предлагаете, оно все равно обладает кривизной). Стул обладает высотой. Не бывает стула без высоты. Утверждать, что высота - одно из свойств стула, это не символ веры, это часть понятия "стул".
что именно там все-таки искривляется?
Ничего не "искривляется", я ж вам уже сказал. Расстояния (и интервалы во времени) изменяются.
Да, пожалуй, Вы действительно не создаете новых сущностей без необходимости, Вы пользуетесь теми, что созданы до Вас :)
Послушайте, коли уж у Вас есть терпение и охота со мной разговаривать, ответьте, пожалуйста, еще на один вопрос:
Вот Вы апеллируете к бритве Оккама. Не будучи физиком, а просто интересуясь происходящим на уровне любителя, я искренне восхищаюсь тем, сколько люди-физики наплодили разных сущностей с одной лишь целью - не возвращаться к многократно осмеянной идее эфира.
Я знаю про опыты Майкельсона-Морли и др. "доказательства несуществования", но они не имеют убедительной силы, т.к. в их основе могут лежать ложные гипотезы о свойствах эфира. Например, Майкельсон и Морли искали "эфирный ветер" и убедились в его отсутствии. Но отсутствие ветра не тождественно отсутствию самого эфира. Кроме того, в экспериментах 19 в. искали "светоносный эфир", а он ведь может и не быть светоносным.
Не кажется ли Вам, что одна лишь гипотеза о существовании тонкой среды, которая м.б. настолько тонка, что свободно проходит сквозь материю (поэтому и ветра не создает), могла бы объяснить одновременно массу разрозненных явлений, для которых придумано множество не связанных друг с другом объяснений. Наличие такой среды могло бы объяснить и "темную материю", и "реликтовое излучение", и "красное смещение", и "энергию вакуума", и природу гравитационных волн, и не понадобилось бы выдумывать ни искривления пространства-времени, ни разбегания галактик. Почему принцип бритвы Оккама не работает в этом случае?
ах вы из этих...это многое объясняет.
Нет, я не "из этих". Я не адепт эфира. И я не утверждаю, что он существует. Более того, я Вас не про эфир спрашиваю, а про бритву Оккама, если Вы не заметили. Попробую еще разок объяснить суть вопроса. Пожалуйста, проследите за моей мыслью, не подменяйте ее своей.
У Вас в голове, как и у большинства читателей этой ветки, жестко табуировано понятие "эфир". Тем не менее, обойтись без некой среды Вы на самом деле не можете. Это прямо следует из Ваших собственных слов. Вы расширяете содержания понятия "пространство", чтобы впихнуть в него свойства той самой среды, существование которой отказываетесь признавать. Вы говорите о пространстве как "физической реальности", обладающей свойствами. Но это казуистика. Дырка от бублика не обладает физическими свойствами. Этими свойствами обладает та среда, которая заполняет дырку.
Скажем, пространство между Землей и Луной - это расстояние ок. 384 400 км. Пусть даже кривых километров, если Вам так хочется :) Но эти километры не обладают энергией. И никакими иными физическими свойствами они не обладают. Когда Вы начинаете говорить о физических свойствах пространства, Вы на самом деле растягиваете слово "пространство" как резиновую перчатку и набиваете его содержанием, которое к самой этой перчатке отношения не имеет. Затем Вы делаете этакий финт: объявляете набитую перчатку эквивалентом исходной. И попробуй возрази. Ловкость слов, никакого мошенства. Как ниже верно написали, Ваше "понятие пространства включает в себя и меру измерения расстояния, и среду распространения гравитационного взаимодействия".
Но Вы же по факту признаете существование некой среды и описываете ее свойства! Единственное, что Вы отказываетесь сделать, - это назвать вещи своими именами. Разделить обратно перчатку пространства и то, чем Вы ее набили. Потому, что у Вас жесткое табу.
Так вот вопрос мой сводился к следующему: почему Вы отказываетесь применять бритву Оккама к данному случаю? Ведь у Вас сущности уже бесконтрольно множатся: приходится придумывать отдельно физические свойства пространства, отдельно темную материю, отдельно энергию вакуума и т.д. Если бы Вы честно следовали принципу бритвы, Вы давно должны были бы заподозрить, что среда, свойства которой Вы приписываете "пространству", и темная материя, которую приборы не могут обнаружить, это м.б. одна и та же сущность, а не две разные.
Сделайте, пожалуйста, над собой усилие, замените слово "эфир" на любое другое, менее токсичное, и попробуйте ответить на мой вопрос по существу, без высокомерия и скоропалительных ярлыков про "этих".
Есто конкретнее, то у вас проблемы с пониманием принципа эквивалентности. Единственное свойство пространства — метрика. Энергия того, что есть в пространстве, зависит от метрики, но это не значит, что энергией обладает само пространство.
Позвольте заметить, что я не с Вами разговариваю, а с Shkaff. Который выше написал буквально следующее:
пространство-время являются физическими сущностями, которые обладают энергией и могут переносить энергию.
Я не могу разговаривать одновременно со всеми, тем более если у вас у всех в головах разные представления и разные имена одной и той же сущности.
Энергия того, что есть в пространстве, зависит от метрики
Так что же это - "то, что есть в пространстве"? Дайте, пожалуйста, имя сущности, о которой говорите обиняками.
ОФФТОП. Блин, как же вы задолбали, минусующие прохожие. Даже в карму уже накидали минусов вместо того, чтобы отвечать по существу вопроса. Особенно красиво это выглядит, если учесть, что у меня нет возможности вам отвечать. Поимели бы совесть: если не согласны, используйте в споре аргументы, а не минусы свои высокомерные и совершенно бессмысленные в данном конкретном случае.
Собственно этот же вопрос можно адресовать и к принципу эквивалентности масс (хотя там вроде хорошая точность совпадения, но кто знает как этот принцип работает в других условиях, например при около-световых скоростях), и к среде распространения электромагнитных волн (так вакуум — это пространство или нет? чем вакуум КЭД отличается от эфира?) и т.д.
Другими словами, в условиях некоторой потери связи с реальностью, мы уже не можем утверждать, что «всё происходит именно вот так», а всего лишь «на данный момент мы можем работать с этой закономерностью таким способом».
Гуги обычный тролль, его не интересуют ответы оппонентов.
Нет, не связывать было не проще. Интеллектуальный прорыв Эйнштейна как раз в том и состоял, что он догадался их связать. Альтернативных гипотез, НЯЗ, как-то особо и не было.
"Кто знает" - ну, если лично вам не доложили, значит никто не знает:) Всё там нормально с околосветовыми скоростями. Принцип эквивалентности на данный момент не полностью проверен только в квантовом мире (зарегистрировать гравполе какого-нибудь электрона пока не смогли)
Наука не утверждает, что "всё происходит именно вот так", за этим велком к религии. Наука предсказывает исходы различных ситуаций и экспериментов с некоторой точностью, всё. Если точности хватает - сидим ровно. Если нет - ищем новые более точные теории.
PS. Чуть-чуть подниму уровень дискуссии.
Уравнения физики, химии и т.п. записываются разными там непонятными значками. Но, это для краткости. В конечном счёте, когда дело доходит до "посчитать", их переписывают в виде систем дифур в частных производных, т.е. приводят к виду
df/dx = ...
df/dy = ...
df/dt = ...
Обычно это очень длинная запись, но в таком виде уравнения можно интегрировать и посчитать конкретный результат.
Естественно, абсолютно все разделы физики кроме ОТО записывают свои уравнения для случая плоской евклидовой геометрии без всяких там искривлений. Т.е. межгалактического вакуума. Начиная с некоторой точности, гравитационные эффекты Земли начинают влиять на исходы экспериментов. И что теперь, переписывать всю физику, но уже с учётом гравитации?
Эйнштейн догадался, что не обязательно всё переписывать. Можно обойтись заменой координат на новые, искривлённые x',y',z',t', каждая из которых является функцией от старых плоских x,y,z,t.
Вместо уравнения для df/dx нам теперь нужно записать df/dx'. Дальше в дело вступает правило дифференцирования сложной функции.
df/dx' = df/dx * dx'/dx
и аналогично для других координат. Только на практике формулы более громоздкие (см. многомерный случай по ссылке в вики). А именно, появятся слагаемые для dy'/dx, dz'/dx и dt'/dx.
Что тут важно: формулы теперь состоят как бы из двух частей. Одна относится к изначальной физике (df/dx), а вторая чисто к геометрии (dx'/dx, dy'/dx и т.п.). Вот эту вторую часть, производные координат по координатам, можно записать в табличку 4х4 и обозвать её "метрический тензор" g. Почему он называется "метрическим"? Потому что его используют для измерения длин. Кривую s в искривлённом пространстве делят на кусочки ds, и потом каждый кусочек умножают слева и справа на местный метрический тензор - это будет квадрат его длины. Т.е. |ds|² = ds g ds (второй ds транспонирован).
Ещё в физике часто встречаются вторые производные, ну и соответственно дифуры второго порядка. И нам потребуются вторые частные производные координат, типа (dx' dy')/(dz dt). Их тоже можно записать, только уже не в табличку, а в многомерный массив 4х4х4х4, и назвать его тензором кривизны.
Формула ОТО позволяет посчитать метрический тензор и тензор кривизны для конкретных ситуаций.
Ликбез окончен.
Нет, не связывать было не проще. Интеллектуальный прорыв Эйнштейна как раз в том и состоял, что он догадался их связать. Альтернативных гипотез, НЯЗ, как-то особо и не былоСогласен, на тот момент связь расстояния и гравитации была неожиданной и полезной.
Всё там нормально с околосветовыми скоростямиА можете ссылкой поделиться (а то гуглеж не помог)?
Наука предсказывает исходы различных ситуаций и экспериментов с некоторой точностью, всё. Если точности хватает — сидим ровноМне кажется вот это «сидим ровно» и есть ошибка. Почему бы не создать и не проверить теории, которые дают нам новые возможности? Почему нельзя создавать и проверять экспериментально новые теории гравитации только на основании того, что «ОТО работает — не трожь». Сразу крики «держи эфирщика!».
Формула ОТО позволяет посчитать метрический тензор и тензор кривизны для конкретных ситуацийТак ктож против геометрии в физике?! Работает
Почему бы не создать и не проверить теории, которые дают нам новые возможности?
О, уж не сомневайтесь, теоретики создают. Проблема именно в "проверить". Если для существующих теорий хватает точности, то как отличить новую от старой? Ньютоновская гравитация не могла объяснить орбиту Меркурия, а ОТО смогла. А, например, "улучшенная" ОТО Эйнштейна-Картана известна с 30-ых, но до сих пор ни одного эксперимента, где она могла бы быть точнее "просто ОТО", поставить или хотя бы придумать не удалось. А, например, авторы МОНД зашли с другой стороны - взяли известные нестыковки ОТО и начали копать оттудова.
Не проще ли было
мне не лезть в эту темуне связывать эти две сущности в одну?
Нет, не проще. Ну и потом: это то, как мы понимаем мир сейчас. Других вариантов, которые адекватно описывают наблюдения, у нас нет.
Других вариантов, которые адекватно описывают наблюдения, у нас нет.
Строго говоря их есть, их не может не есть, иначе это будет не наука, а религия. Навскидку, МОНД, М-теория, ПКГ и шматрица Вольфрама - каждая предлагает свой взгляд на "что такое есть пространство и гравитация". Конечно, такой степени проработанности и соответствия наблюдаемым данным, как у ОТО, у них нет и близко, но это ожидаемо для теорий в начальной стадии разработки.
Вот Вы опять перекладываете ответственность, только теперь на математику.Вы так говорите, как будто бы в науке есть что-то кроме математики. Физика это просто набор граничных условий для дифуров. А то, что видим и думаем мы — это просто интерпретация на свой вкус — может быть любой, пока не противоречит решениям уравнений. Если предсказывает новые решения, то збс, если нет — ну ок, иметь границы применимости для теорий нормально.
Приятно думать, что знаешь что-то «как на самом деле», но наука не про это. Когда мы говорим «на самом деле» в контексте науки это не про какую-то высшую истину а про то что решения уравнений протиоречат интуиции. Или в крайнем сучае про то, что не хватает точности решений в используемой парадигме (Ньютон сказал вот так, но на самом деле ОТО, и вот всё в таком духе).
Вы настойчиво — требуете объяснить квантовую физику на котах и возмущаетесь тому, что живой кот не может находится в суперпозиции.
сама материя тоже немного растягивается вместе с пространством. Только ее держат силы молекулярных связей, так что растягивается она не так сильноТо есть должно быть какое-то физическое «излучение» связанное то ли с растяжением материи, то ли с «отставанием» ее от пространства (фактически отрицательное ускорение).
Ну в целом оно излучает - гравитационные волны. Только очень слабо.
Хм, возможно я что-то не так понял в вопросе, но я не очень увидел связь с расширением Вселенной.
В целом, расширение Вселенной не должно приводить к испусканию гравитационных волн, насколько я знаю. Я же имел в виду тот факт, что материя при движении под действием гравитационных волн сама испускает гравитационные волны.
И сразу еще один вопрос… Получается, что плотность пространства падает — как на это реагирует вещество? Эффекты должны быть похожи на уплотнение вещества (например в ЧД).
Получается, что пространство расширяется «сквозь» вещество, что должно
быть равносильно движению вещества в пространстве. А значит должны быть
гравитационные волны?
Гравитационные волны испускаются только при движении с переменным ускорением. В данном случае их не будет.
Получается, что плотность пространства падает — как на это реагирует вещество?
Пространство не обладает плотностью. Соответственно нет никаких эффектов на вещество.
Гравитационные волны испускаются только при движении с переменным ускорением. В данном случае их не будет.Так вселенная расширяется с ускорением же, проходя при этом через материю, значит гравитационные волны должны быть?
Но даже если без ускорения, то как вы говорили, материя не спешит расширяться, а значит она тормозит расширение — должно же быть «тормозящее» гравитационное излучение? Или я в чем-то ошибаюсь?
проходя при этом через материю
Нет, она расширяется как поверхность надуваемого воздушного шарика. В каждой точке одновременно, но на очень маленькую величину.
Нет, она расширяется как поверхность надуваемого воздушного шарика. В каждой точке одновременно, но на очень маленькую величинуТак, подождите. Вы хотите сказать, что расстояния внутри атома меняются пропорционально расстояниям между ними? Из общения с Shkaff я понял (возможно ошибочно), что атом или вообще не увеличивается, или увеличивается меньше остальной Вселенной. Отсюда и был вывод про скольжение «точки по шарику».
расстояния внутри атома меняются пропорционально расстояниям между ними
Именно так. Просто процесс расширения очень медленный, и другие внутриатомные силы легко успевают компенсировать это расширение.
Чтобы вы понимали, там разница примерно 90 порядков.
Но это сейчас. Помните комикс xkcd про линейную экстраполяцию и количество мужей? Вселенная не просто расширяется, она расширяется с ускорением. И если экстраполировать это ускорение, то сначала на небе останется только наша местная группа галактик (Млечный путь, Магеллановы облака, всякая мелочь, и Андромеда, которая всех зохаваит), потом только Солнечная система, ну а потом ускоренное расширение пространства разорвёт атомы на запчасти. Впрочем, Земля не доживёт даже до первого из этих событий.
Именно так. Просто процесс расширения очень медленный, и другие внутриатомные силы легко успевают компенсировать это расширение.
А тут я немного не соглашусь: процесс непрерывный, так что расстояния внутри атома не меняются вовсе. Скорее уместнее говорить об эффективной силе со стороны пространства, которая стремится "разорвать" атом. И вот пока она меньше атомных сил, расстояния в атоме не меняются. Как станет больше - его разорвет)
А вот здесь я с Вами не соглашусь, при всём уважении. Если поместить атом во внешнее электростатическое поле, то, нувыпонели, его форма деформируется. С гравитационным абсолютно та же аналогия, ну если закрыть глаза на коэффициент 1е-42.
Ну так, я ж о том же: расширение это как эффективная сила на атом. Я писал в ответ на то, что:
расстояния внутри атома меняются пропорционально расстояниям между ними
Потому что расстояния внутри атома меняются гораздо меньше, с этого собственно тред начался.
Я просто неправильно вас понял и неправильно выразился.
Чтобы вы понимали, там разница примерно 90 порядковНе повезло человечеству, вот бы где дармовую энергию черпать.
Так вселенная расширяется с ускорением же, проходя при этом через материю, значит гравитационные волны должны быть?
Для излучение нужно переменное ускорение.
Но даже если без ускорения, то как вы говорили, материя не спешит
расширяться, а значит она тормозит расширение — должно же быть
«тормозящее» гравитационное излучение?
А вот это я не очень понял. Почему она будет тормозить расширение? Это же не сила, которая действует со стороны пространства, которую можно затормозить.
Ну и потом, на уровне атомов эффект расширения настолько мал, что я не уверен, что о нем вообще можно осмысленно говорить: размер порядка атомного расширяется на 10^-28 м/с. Это гораздо меньше, чем всякие квантовые эффекты.
Для излучение нужно переменное ускорениеСорри, к концу дня уже не отличаю вторую производную от третьей...
А вот это я не очень понял. Почему она будет тормозить расширение? Это же не сила, которая действует со стороны пространства, которую можно затормозитьЯ отталкивался от вашего комментария:
Ну и наконец: сама материя тоже немного растягивается вместе с пространством. Только ее держат силы молекулярных связей, так что растягивается она не так сильно. Но есть эксперименты, которые пытаются зарегистрировать именно такое растяжение самой материиТо есть пространство растягивает материю, а та ни в какую. Ну и по третьему закону Ньютона, материя будет «мешать» пространству расширяться.
Ну и потом, на уровне атомов эффект расширения настолько мал, что я не уверен, что о нем вообще можно осмысленно говорить: размер порядка атомного расширяется на 10^-28 м/с. Это гораздо меньше, чем всякие квантовые эффекты
Жаль, что эти процессы находятся за нашими современными возможностями измерения.
То есть пространство растягивает материю, а та ни в какую. Ну и по
третьему закону Ньютона, материя будет «мешать» пространству
расширяться.
Растяжение пространства работает не совсем как сила, и там не на что обратно действовать. Можно представить, что в каждый момент в любой точке пространства просто "появляется" больше пространства. Т.е. вы выбираете две любых точки, и между ними появляется чуть-чуть "нового" пространства. Это странная аналогия, но она неплохо улавливает основные свойства происходящего (по крайней мере для некоторых стандартных случаев).
Можно представить, что в каждый момент в любой точке пространства просто «появляется» больше пространства. Т.е. вы выбираете две любых точки, и между ними появляется чуть-чуть «нового» пространстваДругими словами, внутри атома появляется столько же пространства, как и за его пределами? Или все-таки
Мне кажется, что не стоит равномерное (в пространстве, не во времени) расширение Вселенной понимать слишком буквально. Оно получается из предположения об однородности и изотропности Вселенной на больших масштабах (от примерно 100 мегапарсек).
На меньших масштабах всё более и более неоднородно - в фиксированном объёме часто либо будет намного меньше вещества, чем в среднем, либо намного больше. И вроде бы это в первую очередь касается материи, обычной и тёмной. Тёмная энергия, похоже, распределена более равномерно, хотя точно сказать вряд ли можно. Избыток материи вызывает более медленное расширение или даже гравитационный коллапс на меньших масштабах. Коллапс обычно останавливается другими силами, часто электромагнитными. Недостаток материи (в войдах) вызывает ещё более быстрое расширение там.
То есть равномерное расширение Вселенной - это крупномасштабный фон, на котором есть возмущения, амплитуда которых мала при усреднении по большим объёмам, но становится более значительной в меньших. Например, на диаграмме Хаббла ("скорость удаления"/красное смещение галактики в зависимости от расстояния до неё) есть отклонения от главного тренда, связанные с так называемыми пекулярными скоростями (вызванными взаимодействиями галактик в кластерах и суперкластерах); их получается исключить усреднением при достаточно большом размере выборки. И это ещё далеко не самые сильные неоднородности; на внутригалактических масштабах уже слабо заметно, что Вселенная вообще расширяется.
Поэтому не так просто сказать, что должно происходить с атомом, поскольку это очень неоднородная, да ещё и квантовая структура. Но если тёмная энергия, ускоряющая расширение Вселенной, является космологической постоянной (то есть имеет одинаковые везде в пространстве плотность энергии и давление, также не меняющиеся во времени; нынешние данные этого по-прежнему не исключают), то внутри атомов вряд ли что-то изменится.
Для излучение нужно переменное ускорение.
Так ускорение расширения Вселенной не постоянное. Может зависеть от того, что именно нужно считать - 
, 
(точно переменные), 
(вроде бы тоже не константа) или что-то другое (
- масштабный фактор, точка сверху - производная по времени, две точки - вторая производная, 
- параметр Хаббла).
Вообще с учётом того, что однородное в пространстве расширение справедливо только на крупнейших масштабах, вряд ли в этом рассуждении много смысла. Неравномерные ускорения в мелкомасштабных структурах (которые расширяются быстрее/медленнее, коллапсируют или вириализируются), скорее всего, будут намного более значительны. Временной масштаб фонового расширения Вселенной (уместный также для его ускорения и потенциально третьей производной тоже) -- Хаббловское время 
, около 14 млрд лет.
Простите меня за простой вопрос. Если объект удаляется от нас с полу-световой скоростью и испускает фотон света, то фотон света приходит к нам со световой скоростью. Почему?
Это основа теории относительности: свет движется со скоростью света в любой системе отсчета. Почему так - на это физика не отвечает :)
Получается, что фотон не меняет своих свойств при движении от удаляющегося объекта. Тогда преобладание красного в спектре совсем не означает, что объект удаляется. Или я ошибаюсь?
Вот еще нашел.
"При исследовании законов рассеяния рентгеновских лучей А. Комптон установил, что при прохождении рентгеновских лучей через вещество происходит увеличение длины волны рассеянного излучения по сравнению с длиной волны падающего излучения. Чем больше угол рассеяния, тем больше потери энергии, а следовательно, и уменьшение частоты (увеличение длины волны)"
То есть получается, что увеличение длины волны может быть и не связано с удалением объекта?
Получается, что фотон не меняет своих свойств при движении от удаляющегося объекта.
С чего бы такой вывод?
Почему не меняет? Меняет энергию, оттого и красное смещение.
Постоянство скорости света можно рассматривать не как независимую аксиому специальной теории относительности, а как следствие принципа относительности Эйнштейна (законы природы одинаковы во всех инерциальных системах отсчёта). Частный случай - уравнения Максвелла для электромагнитного поля, из которых получается вполне конкретная скорость света.
Если установлено, что видимые нам дальние объекты удаляются, то возможно не стоит делать заключение в глобальном масштабе, что вселенная расширяется.
Возьмем для рассмотрения такой небольшой объект, как галактика. Мы видим так называемую спираль из рукавов. Но вся ли это галактика? Она выглядит аналогично торнадо при снимке из космоса, хоть он и выглядит плоской спиралью, он является объемным.
Находясь в горячей зоне галактики мы видим разлет звезд. Далее перемещаясь по рукавам на периферию попадаем в зону охлаждения и гашения звезд. Потом следуем в холодную зону (воронку), в которой происходит сближение, разогрев и выход обратно в горячую зону (воронку).
Получается, что галактика никуда не расширяется?
Так и видимые нам галактики могут находиться в гиганском вихре.
О меня минусуют, похоже я наступил на чей-то больной мозоль?
Получается, что галактика никуда не расширяется?
Галактики не расширяются, потому что они имеют плотность намного выше средней по Вселенной и удерживаются собственной гравитацией. Масштабы галактик (до десятков килопарсек) намного меньше тех, на которых Вселенная становится однородной (от примерно 100 мегапарсек).
Возьмем для рассмотрения такой небольшой объект, как галактика. Мы видим так называемую спираль из рукавов. Но вся ли это галактика? Она выглядит аналогично торнадо при снимке из космоса, хоть он и выглядит плоской спиралью, он является объемным.
Мы наблюдаем разные спиральные галактики под различными углами к линии зрения и толщина диска обычной (видимой) материи чаще всего мала относительно его радиуса. Но есть и другие типы галактик - эллиптические и неправильные.
Находясь в горячей зоне галактики мы видим разлет звезд. Далее перемещаясь по рукавам на периферию попадаем в зону охлаждения и гашения звезд. Потом следуем в холодную зону (воронку), в которой происходит сближение, разогрев и выход обратно в горячую зону (воронку).
Эта картина не очень похожа на то, что я слышу, хотя я не эксперт по эволюции галактик. Есть какие-то подтверждающие наблюдения?
Недавно была информация про детальное фото млечного пути. Там обнаружилось, сто с одной стороны млечного пути ничего нет, а с другой есть.
Что может в как раз подтвердить, что млечный путь и есть воронка.
Ваша информация по описанию с ходу не находится, ссылка бы не помешала.
К тому же, насколько я знаю, наше местоположение внутри Млечного пути часто мешает наблюдениям галактики целиком. Например, центр загорожен огромными массами пыли, совершенно непрозрачными во многих диапазонах, включая видимый свет. Солнечная система ещё и смещена относительно средней плоскости диска Млечного пути. Это должно улучшать видимость с одной его стороны и ухудшать с другой. Вы уверены, что подобные эффекты не объясняют феномен?
Вот вроде эта, но здесь обнаружили похоже более дальние объекты
Обнаружена стена перед нашей галактикой - KP.RU
А вот еще. пишут, что обнаружили черную дыру по косвенным признакам, (очень сильно напоминающим обычный вихрь - мой комментарий)
Так я вроде и не говорил, что это аксиома:)
Ну по идее, нужно переменное ускорение массы относительно фона. При расширении Вселенной этого не происходит.
Если считать фоном равномерно расширяющееся пространство, то объект, связанный собственной гравитацией и/или электромагнетизмом, в физических координатах остаётся того же размера (в первом приближении), а в сопутствующих (расширяющихся) координатах сжимается пропорционально 
. Не похоже, чтобы ускорение этого сжатия было постоянным.
Но я не уверен, что это корректное рассмотрение - либо ускорение будет крайне малым, либо отклонение от фона значительным, так что теория возмущений не будет работать, и тогда интуитивно судить становится сложно.
Не знаю, если честно, как тут вообще записывать уравнения Фридмана для такой системы. Т.е. типа можно рассмотреть две точечные массы в расширяющейся вселенной, но имеет ли смысл рассматривать их движение как движение с переменным ускорением относительно удаленного наблюдателя - на это моей интуиции не хватает.
К вашему скепсису ещё можно добавить, что эксперимент был один, если верить статье, в 2017 году. Можно предположить, что вспышка света и волны пространства — совпадение, а настоящая вспышка света придёт через несколько сот лет.
Хотя я бы ещё добавил то, что расстояние между детекторами возможно слишком мало, чтобы фиксировать изменение длины удалённых объектов. Я бы скорее поверил в детекторы на противоположных концах диаметра Земли. Но вроде измеряют. Хотя если скорость гравитации много больше скорости света, то и диаметр Земли не подойдет, размеры измеряемых тел будут меняться одновременно, т.к. скорость слишком большая.
К вашему скепсису ещё можно добавить, что эксперимент был один, если верить статье, в 2017 году. Можно предположить, что вспышка света и волны пространства — совпадение, а настоящая вспышка света придёт через несколько сот лет.
Я писал выше в комменте, что это исследовали, и вероятность совпадения - вероятность совпадения - 10^-8.
Хотя я бы ещё добавил то, что расстояние между детекторами возможно
слишком мало, чтобы фиксировать изменение длины удалённых объектов.
Так они не фиксируют изменение длины удаленных объектов. Волны излучаются при слиянии (например) двух черных дыр, и их амплитуда зависит от масс черных дыр.
С электромагнитным излучением не все так просто, из-за гравитационного линзирования излучение может идти разными путями и отставать от самого себя даже на десятки лет (см инфу по сверхновой Реквием как пример)
Самим же гравитационным волнам ничего не мешает распространяться по прямой, поэтому они всегда будут прилетать раньше.
Тут конечно есть некий дьявол в деталях, почему-то гравитацию путают с гравитационными волнами, хотя формально это не одно и то же, гравитационные волны - это волны искажений пространства. Возможно скорость гравитации выше, но волны распространяются медленнее из-за того что пространство не может искажаться быстрее скорости света.
Очень интересная статья, читается на одном дыхании. Спасибо!
интересно если событие Большого взрыва сопровождалось экстремальным температурным режимом , то откуда могло высвободится столько энергии для этого ? Могла ли быть нарушена симметрия некоего фундаментального энергетического поля что и привело к данному эффекту?? И возможно ли наблюдать такое поле в принципе ??
В вакууме постоянно рождаются и исчезают частицы - то есть само пространство обладает некоторой энергией. Распределение энергии неравномерно и, в принципе, ничто не запрещает локальную флуктуацию с очень большим ее уровнем. Вероятность такой флуктуации близка к нулю, но за бесконечное время она обязательно произойдет.
Но ведь флуктуация потом возвращается обратно к среднему значению. Значит ли это, что Вселенная в любой момент может пропасть?
мне дилетанту ясно что энергия - это абстракция. и она должна быть воплощена в материальном носителе - поле. Я и спрашиваю что это за поле такое ,которое позволяет при такой ассиметрии или флуктуационном событии высвободить столько Дж что температура при Биг банге была сотни или миллиарды ?? Где это поле на данный момент, можно ли его нам наблюдать в принципе?
Но суть ясна: гравитация и свет дошли до Земли с интервалом в две секунды друг от друга, при том что они путешествовали около 130 миллионов лет. А это значит, что они имеют одинаковую скорость. Погрешности почти нет (2 секунды от 130 млн лет — это 4,8·10-16).
Во время вспышки сверхновой SN1987A нейтрино пришли за несколько часов до светового импульса. Расстояние до звезды 168 тысяч световых лет. Это, конечно, не 130 миллионов, но суть ясна.
Так это не нейтрино быстрее света, а производство нейтрино началось раньше(из центра звезды) нежели световой взрыв достиг поверхности звезды из центра
Аналогично могло быть и с двумя секундами разницы. Свет мог высвободится позже гравитационного возмущения
Насколько быстро на самом деле действует гравитация?