Лазерный луч не рождается бесконечно тонким, его старательно фокусируют, но все равно он расходится с расстоянием. "Тяжелый" лазер сфокусировать будет крайне сложно -- любые зеркала будут просто испаряться под такими потоками. Плюс существует зависимость между начальной шириной луча и углом расхождения -- либо широкий цилиндр, либо конус из точки (в LIGO, если я правильно помню фотографии, зеркала в диаметре сантиметров по 20). Так что на расстоянии в любом случае получится что-то широкое. Плюс на выходе из лазера луч будет не четким кругом, а скорее размытым по гауссиане пятном. Т.е. "тяжелое" излучение попадет не только на приемное зеркало, но и частично на все вокруг него.
Итого: пустить два луча параллельно на очень близком расстоянии не получится -- "тяжелый" луч испарит приемник "измеряющего". Придется сильно разносить -- а гравитационные эффекты сильно падают с расстоянием.
Если пустить лучи один поперек другого -- можно добиться прохождения "измеряющего" луча через объем "тяжелого". При параллельной схеме придется идти не "через", а "рядом".
Ну и плюс такое соображение: масса импульса будет размазана по всей длине импульса. Т.е. у нас будет не 1 грамм точечной гравитирующей массы, а в лучшем случае миллиграммы на километр. Одно это на много порядков увеличивает требования к точности.
Так пусть испаряет зеркало, почему бы и нет:)
Мне всегда было проще воспринимать лазер как ФАР в оптическом диапазоне, где каждый атом вещества выступает в качестве самостоятельной антенны. В этом случае, у лазера, как и у любого другого когерентного излучения, есть некая диаграмма направленности, которая, хоть и узкая, но всё же разнонаправленная (и должна иметь вторичные и прочие лепестки, которые очень маленькие из‑за большого количества «антенн»). Поэтому да, оно расходится, но ведь мы можем это учесть
Технически мы имеем два таких каплеобразных тела‑лепестка. Один большой толстый тяжёлый лазер, второй — измеряющий лазер. Нам нужно рассчитать такое их взаимное расположение, чтобы суммарная гравитация была максимальной. Я думаю, это довольно несложная задача, которую можно даже в лоб решить вычислительными методами.
Правда, поскольку у нас тут очень короткий импульс, скорее всего придётся решать в 4D и учитывать время, но всё равно, выглядит не очень сложно
Плюс еще такое соображение: с ростом мощности заряда растут и его линейные размеры, т.е. просто повысить мощность луча с сохранением его толщины и фокусировки не получится, луч придется делать шире. Для сбивания вражеских спутников это хорошо, а вот для опытов с зеркалами -- очень плохо.
Насколько я знаю эти термоядерные лазеры, там излучает не взрыв, а цилиндр из специального вещества, плазма которого и выполняет функцию излучающего тела. То есть энергия ядерного взрыва накачивает цилиндр, и вот он уже стреляет. Зеркал там нет — оно тупо в обе стороны стреляет без переотражений, как в обычных лазерах, ядерный взрыв с одного раза заставляет всё что нужно излучать электромагнитные волны.
В моей идее этим лазером мы вообще не должны попадать по какому‑либо зеркалу, его тяжелый луч летит мимо. А зеркало нужно только лучу‑измерителю. Луч‑измеритель, по идее, может позволить себе быть гораздо тоньше. Мы можем пустить его не параллельно, а по немного косой траектории, рассчитаной так, чтобы, гравитационное воздействие тяжелого луча на лёгкий было максимальным, с учётом его диаграммы направленности и распределения энергии внутри него.
Тяжелый лазер, пролетая близко к зеркалу измеряющего, испарит его. Это не страшно, нам лишь нужно замедлить процесс разрушения этого зеркала так, чтобы оно успело получить результат и отправить информацию в безопасное место. В конце концов, тяжёлый лазер заденет его лишь частично, а не полностью, и высвободится там энергии, по сравнению со всей мощностью лазера, довольно немного. Я думаю, можно наскрести 100–200 микросекунд на всё.
Угол поворота будет крайне мал. На приемном зеркале если произойдет тангенциальное смещение на один размер атома — уже хорошо. Измерить такое в принципе невозможно. Проще измерять аксиальное изменение длины пути, что LIGO и делает.
По идее, если мы можем получить хотя бы один атом, уже можно что‑нибудь придумать. Например, камеру, каждый атом которой будет выступать в роли сенсора, разрешение может быть небольшое, например, 10×10 пикселей. Тогда, при наличии системы стабилизации, сложность создания которой наверно сопоставима с созданием ИТЕРа, мы можем засечь нужное колебание.
Ну и длительность импульса такого лазера составляет наносекунды, после чего все это охренительно дорогое лазерное хозяйство, выведенное в далекий космос, просто испарится. Вы уверены, что сможете все точно синхронизировать с первой попытки?
Ну так мы можем этих цилиндров поставить несколько штук в разные стороны, чтобы несколько лазеров били в разных направлениях, и каждый тяжелый луч будет мерить отдельная команда, которая отдельно самостоятельно разработает свой метод измерения. Это не уберёт риски, разумеется, но снизит их. Плюс мы можем дополнительно использовать эту же установку для проведения ещё каких‑нибудь экспериментов. То есть пусть у нас этот тяжёлый одноразовый лазер обслужит сразу не один, а множество важных экспериментов, тогда это будет рациональнее. Даже сам ядерный взрыв в далёком космосе уже неплохой материал для изучения.
С Земли оно наверно будет красивое, как сверхновая. А ещё её можно, наверное, использовать как тотальную систему РЭБ в масштабах планеты.
То есть допустим при накоплении определенной массы, внутрение давление ЧД (не знаю в каком виде там материя прибывает) становится больше чем гравитация/центробежная сила, которая удерживает ЧД, и происходит большой взрыв. И цикл вселенной повторяется.
По мере увеличения массы ЧД её средняя плотность снижается. У чёрных дыр в миллионы солнечных масс средняя плотность меньше, чем у воздуха.
Кстати есть интересная штука, что, по некоторым расчётам, если взять ЧД с массой со всю видимую Вселенную, то получится, что её радиус будет совпадать с радиусом видимой Вселенной (но это не точно, там от одного расчёта к другому результаты разные, причём на 1–2 порядка).
Так что это, при желании, можно интерпретировать как то, что внутри чёрных дыр возникают вселенные, и мы, в свою очередь, внутри ЧД. «Большой взрыв» — это момент, когда наша чёрная дыра появилась. Время у нас своё собственное, никак не соотносящееся с временем «снаружи», оно не может быть как‑либо спроецировано на ось времени наружного наблюдателя, даже по СТО. Единственное косвенное свидетельство о «наружном времени» — расширение Вселенной. Вселенная расширяется не потому, что есть «тёмная энергия», а потому что наша ЧД жрёт вещество снаружи и растёт. И сожранное снаружи вещество в нашей Вселенной выглядит/интерпретируется не только как вещество, которое возникло для нас во время большого взрыва (всё сожранное вещество в течении всей жизни ЧД в нашем мире возникает только в точке пространства‑времени «большой взрыв»), но и как эта дополнительная энергия, объясняющая, почему Вселенная и её радиус растут, и растут с ускорением.
Поскольку мы не знаем, какая физика внутри чёрной дыры, можно предположить, что точка пространства‑времени «сингулярность» внутри неё — это «большой взрыв» для её внутренней вселенной, и пространство‑время внутри этой внутренней вселенной «инициализируется заново». А расчёты по этой гипотезе могут не сходиться не потому, что гипотеза неверная, а потому, что у внешней вселенной немного другие законы физики.
Дальше можно развить мысль: вселенные вложены друг в друга через чёрные дыры, при этом в каждой законы физики чуть‑чуть мутируют, и продолжают ветки вложенности только те вселенные, в которых законы физики позволяют генерировать новые чёрные дыры — работает эволюция. Неизвестно, какой уровень вложенности у них, но тогда вероятность появиться в мире, где ЧД возможны намного выше, чем где они невозможны.
Можно зайти с другой стороны и сказать, что сингулярность внутри каждой чёрной дыры в нашей Вселенной и момент большого взрыва — это одна и та же точка пространства‑времени. Можно скомбинировать с предыдущей — что точки сингулярности ЧД могут совпадать с точками сингулярности других ЧД, и/или Большими взрывами других вселенных, всё это сплетается в петли, сходится, расходится, образует циклы, разветвления и телепорты. И в одном из узлов всей этой каши‑сети из телепортов, кротовых нор и больших взрывов живём мы.
Проблема всех этих штук в том, что на текущий момент их почти нереально проверить, можно только накидать математики и подогнать под наблюдения. И если оно прям совсем многое начнёт объяснять — тогда на это обратят внимание, и, может быть, с очень маленькой долей вероятности, оно вырастит в что‑то более вменяемое или полезное, более вкусное чем то, что есть сейчас. У теорий тоже работает естественный отбор — они эволюционируют, почкуются, мутируют, одни ветки выживают, другие нет, на них действуют процессы в обществе.
А на правах научпопа и фантазий — у нас уже довольно много информации, которую можно компилировать в довольно интересные и разнообразные гипотезы.
Теплород ведь тоже был довольно удобной концепцией, с помощью него даже можно было всякие крутые штуки рассчитывать, и они работали. Первые паровые двигатели считали через него, насколько я понимаю. Потому что их надо было считать, а тогда лучше теплорода ничего не было.
А ученные смогли определить центр этого взрыва? Первоначальная точка, из которой начало происходить расширение вселенной? Поидее там должна быть концентрация вещества и ЧД.
ЕМНИП, в рамках этой концепции понятие «центр» неприменимо. Это как искать центр надувающегося воздушного шарика на его поверхности. Поскольку сама теория базируется на четырёхмерном пространстве‑времени Минковского, то можно сказать, что «центр» — это точка пространства‑времени, где и произошёл большой взрыв. То есть центр лежит вне нашего времени. Но и то, это будет кривая аналогия.
«Взрывом» это называют потому, что когда эту концепцию только предложили, какой‑то из критиков придумал прикол в духе «Хаха, будто бы когда‑то произошёл Big Bang, из которого родилась Вселенная, что за бред», так и прижилось. Это как с гипотезой об отсутствии волос у чёрной дыры. Учёные же тоже люди:)
По сути это не взрыв, а такая штука, когда из точки появляется всё. Мы в жизни такое не встречаем никогда, но наиболее близкое — это как раз взрыв.
Общая длина траектории значения не имеет, все гравитационное воздействие масса оказывает только в самой близости от себя
Так мы можем пустить «тяжёлый» лазер не поперёк, а вдоль «измерительного». Тогда он будет оказывать гравитационное воздействие по всей длине, а не только в одной точке. Даже короткий пучок «тяжёлого лазера» успеет пролететь по всей длине рядом с измерительным лазером и «напритягивать» его достаточно сильно, особенно если у нас очень длинное плечо. Плюс лазеры можно расположить максимально близко.
А расстояние при этом 100 000 км, потому что источник и приёмник - это два раздельных космических аппарата
Частота измеряющего лазера интерферометра тоже не слишком важна, важна разность длин траекторий в плечах интерферометра и способность эту разность измерять.
Но сама разность измеряется то, как я понимаю, как раз сложением излучения от двух лазеров — там меняется интерференционная картина. И, по логике, чем меньше длина волны, тем больше «разрешение» этой интерференционной картины, и мы можем засечь меньшее смещение. Разве нет?
Пример с синусоидами, смещение 0,1 рад
Берём две синусоиды, одна смещена на 0,1 рад относительно другой. Частота у нас условно равна единице:
Вычтем одну функцию из другой:
Разница небольшая, уловить это сложно. Теперь повысим частоту в 10 раз, теперь она 10 единиц:
Также вычтем функции:
Разница стала гораздо больше, и нам гораздо проще её зарегистрировать.
Но это если я правильно понимаю принцип измерений по интерференционной картине.
Масса 1 гр имеет радиус Шварцвальда порядка 10^(-30) м. Получается, чтобы у луча лазера изменился путь на 10^(-15) м, он должен пройти мимо массы 10^15 раз.
Вот здесь я не очень понимаю, как это считается. Как связан радиус Шварцвальда со смещением лазера? Разве нам надо достигать такой энергии, что у нас образуется горизонт событий? И почему смещение должно быть равно двум радиусам Шварцвальда? По идее и без него возникает искривление пространства. Например, Солнце создаёт вполне ощутимое гравитационное линзирование. Плюс, по идее, там же куча переменных — расстояние между лучами, их диаметр, их энергия, искривление, скорее всего, какое‑нибудь кривое, а не линейное. И оно там не смещается за один раз на определённое расстояние, а хитро загибается в зависимости от кучи факторов. Даже, по идее, пролетев один раз мимо массы, то, насколько оно сместится в конце пути, зависит от самого этого пути, ибо оно не смещается, а поворачивает на определенный угол, и смещение будет увеличиваться по мере увеличения расстояния. Или я упускаю какую‑то деталь?
Причем энергия фотона измеряющего лазера должна быть много меньше энергий связи в атомах зеркала, иначе атомы зеркал не будут отражать, а начнут сами взаимодействовать с фотонами (так что гамма-лазер тут не годится).
Тут тоже не очень понял, а отражение это разве не взаимодействие? Там же по идее электромагнитная волна раскачивает электронное облако, а оно, в свою очередь, генерирует вторичное излучение, или, говоря языком частиц, кушает фотон, переходит в повышенное энергетическое состояние, и потом испускает фотон — оно так же вроде работает, разве нет (я сейчас именно про простое отражение света, не про лазерное излучение). Или имеется ввиду, что часть энергии убьётся на разрыв/изменение связи между атомами, произвольно упадёт частота/амплитуда и вся когерентность превратится в тыкву?
Тогда возникает вопрос — можно ли сделать зеркало не из атомов? Из плазмы например, или из каких‑нибудь экзотических частиц, каких‑нибудь атомов позитрония (где электрон с позитроном вращаются вместе, я не помню как он на самом деле называется), или из какого‑нибудь конденсата Бозе‑Эйнштейна. Агрегатных состояний и форм материи нынче открыто очень много, довольно интересно было бы узнать, какие из них могут выполнять функцию зеркала, хотя бы для определённых длин волн.
Размер атома порядка 10^(-11) м. Даже с точностью 10^(-4) размера атома получается точность изменения не больше 10^(-15) м.
Там точность не 10⁻⁴ атома, а 10⁻⁴ протона. То есть точность измерения 10⁻¹⁹. Всё ещё немного, в рамках нашей задачи, но уже на 4 порядка ближе к тому, что надо.
Лазер, излучающий 1 гр/сек, будет иметь мощность 21,5 килотонн/сек — 21,5 килотонн ТНТ в секунду! Одна Херосима в секунду! Даже при длине плеча 1 метр 10^15 пролетов потребуют 38 дней и 3 миллиона Херосим (71,5 тератонн, т. е. 1.5 тыс. царь‑бомб). Можно быстрее, но тогда придется увеличивать мощность. Количество Херосим и царь‑бомб останется примерно тем же.
Во время холодной войны США объявили (как выяснилось, ложно, чтобы обмануть СССР) о программе «Стратегическая оборонная инициатива». В рамках неё, якобы, планировалось разработать ядерный военный комплекс космического базирования. В числе оружия этого комплекса должны были быть лазеры с ядерной накачкой.
По задумке лазер представляет собой спутник с ядерной бомбой. При взрыве энергия ядерного взрыва используется для лазерной накачки и в виде импульса рентгеновского когерентного излучения ударяет по цели. Разумеется, лазеры были одноразовые. Были проведены испытания, доказывающие возможность работы таких лазеров. Мощность у таких лазеров, понятное дело, весьма неплохая.
Так вот, насколько я помню, для увеличения мощности термоядерной бомбы на порядок, её массу не нужно увеличивать на этот самый порядок. Там зависимость, насколько я понимаю, больше похожа на экспоненциальную. Поэтому поднять мощность царь‑бомбы на три порядка и вывести на орбиту — это, конечно, не шутки, но с тех пор минуло уже больше полувека, и, я думаю, вполне осуществимо.
А поскольку точность у нас не 10⁻¹⁵, а 10⁻¹⁹, мы выигрываем 4 порядка, и получается, что термоядерного космического лазера в одну царь‑бомбу хватает, чтобы достичь необходимой мощности (на самом деле далеко не одной, ибо КПД). Но тут уже очевидно, что измерения нужно проводить не на земле, и будет одна, от силы — две попытки. Готовиться надо, как к запуску «Новых горизонтов».
Дефект массы при взрыве Царь‑бомбы (а она была заряжена вполовину мощности, 50Мт) составил, по оценкам, около 2 кг. Если КПД орбитального ядерного лазера будет 1%, то мы получим 20 грамм лазерного излучения. Это уже вполне неплохо. Я думаю, современные технологии вполне позволят сделать накачку в несколько десятков гигатонн, и вот он наш тяжёленький лазерный импульс.
И, повторюсь, не факт, что он должен быть прямо таким тяжёлым. Может быть, можно понизить массу на несколько порядков, если учесть все нюансы.
Угол искривления будет на много порядков меньше углового размера зеркала, т.е. останется незамеченным. Изменение траектории будет сопоставимо с радиусом Шварцвальда для этих грамм массы (порядка 10^(-27) мм), а это на добрый десяток порядков меньше точности LIGO.
Так я насколько понимаю, оно мерит изменение длины траектории, а не сам угол, там без разницы, какого размера зеркало. Идея в том, что при искривлении траектории её длина увеличивается, и оно может засечь изменение этой длины.
Плюс у LIGO плечо всего 5 км, можно сделать гораздо больше, или вообще отправить в космос в виде двух раздельных аппаратов (но там возникает вполне предсказуемый большой ворох новых, очень‑очень трудно решаемых проблем). Если расстояние между аппаратами будет, например, 10⁵ км, то нам останется ещё 5 порядков до заветной цели.
И, если я правильно понимаю принцип работы прибора, то чем выше частота измеряющих лазеров, тем выше у него должна быть точность. Если это так, то, применив в будущем лазеры более высокой частоты (например, гамма‑лазеры), мы также можем поднять точность на несколько (а то и все 10) порядков.
Комбинируя увеличение длины плеча (опционально с выносом в космос) и увеличение частоты измеряющих лазеров, мы можем нарастить точность до требуемого уровня и провести эксперимент.
Я имел ввиду немного другое, не общую топологию Вселенной в макроскопическом масштабе.
Грубо говоря, если представить вселенную, аналогичную нашей, но без материи и энергии, просто пространство‑время, то «средний уровень искривления» (или «средний уровень продавливания») в ней будет, по логике равен нулю.
А в нашей Вселенной есть либо пустота, либо объекты с положительной массой. Объекты с отрицательной массой (которые отталкивают — «белые дыры» и прочее) пока не обнаружены. Значит, в нашей Вселенной «средний уровень искривления» не равен нулю.
И вот чтобы скомпенсировать этот «уровень искривления», свободное пространство между галактиками «выгибается» в противоположную сторону, и суммарно вся топология получается плоской.
Разумеется, это всё с учётом, что сам термин «средний уровень искривления» может иметь какой‑то реальный смысл.
Очень упрощённо, что я имел ввиду
Не вот так
Синим обозначены "галактики", чёрным - "ткань пространства времени". Понятно, что углов там нет, это просто издержки качества иллюстрации
а вот так
Однако, если дело обстоит таким образом что
материя может образовывать структуры только в масштабах, значительно меньших времени существования Вселенной (в пересчете на скорость света) -- т.к. неоднородности не успевают вырасти.
то, тогда действительно, по идее, смысла в «выгибании обратно» может и не быть.
Ниже примерно описал, как может выглядеть эксперимент, подтверждающий/опровергающий это. Единственное, что без теоретического моделирования непонятно, достигло ли современное оборудование требуемого уровня точности.
Настолько мощное излучение, масса которого будет макроскопической величиной, испарит любую материю и любой прибор.
По идее, не обязательно доходить до макроскопических масштабов. Нам достаточно дойти до пределов чувствительности имеющегося оборудования. Если мне не изменяет память, существующий детектор гравитационных волн (который LIGO) регистрирует изменение расстояния в 10⁻⁴ длины протона.
Можно на базе этой штуки собрать что‑нибудь, где, например, вблизи «измерительного» лазерного луча, стреляют каким‑нибудь страшным импульсным лазером очень большой мощности. Этот пучок, по логике, пролетая мимо «измерительного» луча, должен будет каким‑то образом кратковременно его исказить, что можно будет засечь по изменениям его интерференционной картины (если «луч‑измеритель» хоть чуть‑чуть изогнётся, то пройдет большее расстояние, чем по прямой). «Пучок‑гравитатор» в данном случае, наверное, должен быть не сильно коротким, но тогда он будет и не сильно мощным — одним словом, нужно хорошо подобрать соотношение мощность‑длительность у лазера, луч которого будет выполнять роль гравитирующего объекта в этом эксперименте.
Пуск крутых импульсных лазеров, насколько я понимаю, обычно генерирует тучу помех всеми возможными и не очень способами; то, что их кормит энергией, тоже; поэтому нужно будет как‑то отсеять воздействие всего этого на интерференционную картину в этом «модифицированном LIGO».
Второй вариант — совсем для будущего — стрельнуть лазером в какую‑нибудь ближайшую экзо‑ или не очень планету и посмотреть на неё через телескоп, функцию линзы в котором будет выполнять большой гравитирующий объект (возможно, это даже будет наше Солнце, но не очень понятно, что делать с его собственным излучением). И, оценив рассеяние лазера на расстоянии нескольких световых лет, сделать выводы.
А разве обязательно достигать прямо горизонта событий? По идее достаточно просто очень мощного излучения, и тогда без горизонта событий можно будет найти какие‑нибудь отклонения при наличии точного оборудования.
И кстати, если теория не запрещает существование чёрной дыры из фотонов, не означает ли это автоматически, что электромагнитная волна может осуществлять на саму себя гравитационное воздействие? Которое может компенсировать рассеяние на больших расстояниях
Тёмная энергия и тёмная материя, если что, это две разные теоретические сущности.
Тёмная материя притягивает, и объясняет, почему галактики, судя по измерениям, имеют большую массу, чем суммарная масса всех звёзд в них, со всякими поправками на чёрные дыры (хотя недавно мелькала гипотеза, что чёрных дыр гораздо больше, чем кажется, и что тёмная материя — это он и есть), ядро галактики и мелочь вроде планет.
Тёмная энергия отталкивает, и объясняет, почему, если измерить существующими методами скорость движения галактик на разных расстояниях, получается, что они разбегаются друг от друга с ускорением.
Как мне кажется, в противоположном назначении этих двух теоретических сущностей должна крыться разгадка, что же на самом деле там происходит.
Гравитацию будем умножать на сжатие материи, которая в ОТО и есть деформация пространства в виде геометрии:)
Ну например: вселенная почему‑то хочет на крупном масштабе иметь нулевую кривизну пространства‑времени (допустим). Существующие чёрные дыры и обычная масса повсеместно искривляют пространство «в одну сторону», и, чтобы скомпенсировать это, вселенная «выгибается»«в другую сторону» на макроскопическом масштабе так, чтобы в среднем всё было «уравновешено». Поэтому мы наблюдаем разбегание галактик с ускорением — там не материя, там просто пространство‑время «в другую сторону» «выгнулось». Как на стёганом пуговицами диване — пуговицы (галактики) прижимают покрытие дивана, а в промежутках между ними оно, наоборот, вспучивается.
Почему? Гравитационные волны вызываются ускоренным движением масс (если я правильно помню), для фотона там ничего не ускоряется.
Только если электромагнитная волна может слабо гравитировать. Насколько я понимаю, экспериментально пока нет возможности доказать/опровергнуть то, что электромагнитные волны, обладая энергией, могут гравитировать, как эквивалентная им масса. Теория говорит, что гравитирует только масса, а фотон нет, потому что у него нет массы.
Но практически, если я не ошибаюсь, такой эксперимент поставить пока не представляется возможным. Слишком большая мощность излучения нужна и слишком чувствительные приборы, измеряющие гравитационное воздействие. Поправьте, если ошибаюсь.
Хм. А что если внести модификацию в теорию и предположить, что массы нет, но гравитировать оно таки может, подобно эквивалентной данной энергии массе?
По идее теория должна начать расходиться с экспериментами, но, насколько я понимаю, даже самые мощные на сегодняшний день источники электромагнитных волн (видимого и не очень диапазона) неспособны создать такое излучение, гипотетическую гравитацию которого могло бы обнаружить современное измерительное оборудование.
По идее есть ещё параллакс, светимость, и, в определённых, очень‑очень везучих случаях, гравитационное линзирование, а также всякие косвенные плюшки, когда одна галактика рядом с другой и можно выявить степень влияния их друг на друга, что дает дополнительную информацию.
Под параллаксом подразумевается изменение точки наблюдения в связи с движением земли вокруг солнца, солнца вокруг центра нашей галактики и самой галактики. Однако, даже если учитывать, что всё это вместе движется довольно быстро, я не уверен, что даже за десяток‑другой лет можно накопить достаточное смещение точки наблюдения, чтобы достаточно точно определять расстояние до других галактик.
ПыСы: гипотеза усталого света задает больше вопросов, чем даёт ответов.
А что за вопросы? Интересно было бы обсудить:) На обывательском уровне я как‑то сам до дошел до этой идеи. Знаю, что она генерирует много противоречий с наблюдаемой картиной, и расчёты, которые она даёт, не сходятся с наблюдаемой картиной, но мне так и не удалось найти обстоятельный, «по полочкам», разнос этой теории. Интересно, а гелиоцентрическая система на первых этапах своего развития генерировала противоречия, или сразу все расчёты сошлись...
По поводу «куда девается лишняя энергия» — она может тратиться на дополнительную гравитацию в галактиках, и как раз её мы интерпретируем как наличие той самой гравитирующей «тёмной материи». Однако, насколько я знаю, на расчётах оно не сходится, по крайней мере, на уровне современной физики.
А ещё хотелось бы узнать, как влияет гравитация электромагнитной волны (она, по идее, должна быть, раз есть энергия) на неё саму. По идее, на чрезвычайно больших расстояниях, электромагнитная волна должна частично превратиться в очень‑очень слабую гравитационную. Или нет? Эксперименты с гравитацией электромагнитных волн, по‑моему, при текущей точности приборов, неосуществимы, а ОТО до такой степени я на текущий момент осилить не смог, чтобы самостоятельно ответить на этот вопрос:(
А кроме красного смещения есть ещё какое‑нибудь подтверждение, что галактики вообще разбегаются? Или, хотя бы, что они делают это с ускорением? Какие‑нибудь альтернативные методы измерения скорости, подтверждающие ещё одним способом, что она действительно расширяется? Я просто ничего не могу найти на эту тему, а теоретические выкладки, насколько я понимаю, наоборот, пытаются сконструировать так, чтобы они объясняли нашу интерпретацию того, что мы наблюдаем (что логично).
Просто мне все эти пляски вокруг тёмной материи и тёмной энергии напоминают эпициклы из геоцентрической системы мира. Теория, подбираясь в своём развитии к границам собственной применимости, накапливает нестыковки и начинает отчаянно плодить сущности и усложняться, чтобы оставаться состоятельной и выжить.
Непонятно правда почему он ограничен именно скоростью света?
Он не ограничен, а всегда равен скорости света. Даже когда объект стоит на месте.
И все же не могу представить почему, если меня поместить в открытом космосе я никуда не двигаюсь, а вот если пространство искривилось я вдруг начинаю лететь по направлению этих кривых? Т.е. почему движение со скоростью света не заставляет меня двигаться в открытом космосе по прямым линиям пространства?
Вы и летите по прямой линии пространства, эта линия называется «время». Вы не можете тормозить и ускоряться, можно только поворачивать, и не больше, чем на 90⁰, но это не точно, однако путешествия во времени, отрицательная и мнимая масса и прочие замечательные штуки — это не есть то, что упростит понимание вопроса :)
Пространство как «рельсы», по которым двигаются объекты. Только обычные рельсы у поездов одномерные (поезд может ездить только взад и вперёд), а тут — четырехмерные. Без приложения силы вы двигаетесь по «рельсам», по траектории, которая называется прямой. Если искривляется пространство, то искривляется всё внутри него, все траектории, прямые и кривые. «Рельсы» «поворачивают».
Идея теории в том, что состояние, при котором Вы никуда не двигаетесь, невозможно. Вы двигаетесь всегда. Состояние, при котором Вы двигаетесь не со скоростью света, также невозможно. Скоростьвсегда равна скорости света. Без исключений. Только всё это движение происходит в 4D. А то, что обычно называют ускорением, это на самом деле просто поворот.
Если вы стоите на месте в привычном понимании этого слова, то в СТО/ОТО вы на самом деле летите со скоростью света, только во времени. Около массивных объектов пространство сворачивает в 4D конусоподобную структуру. Если вы находитесь рядом с таким массивным объектом и на вас не действуют силы (гравитации в ОТО не существует), вы попадаете в это конусоподобное искривление. Однако, раз на вас не действуют силы, вы должны продолжать лететь по прямой. Правило такое — всё, на что не действуют силы, продолжает лететь по прямой. Но пространство‑время здесь искривлено, и чтобы оставаться на прямой траектории, вы начинаете «подруливать». В этот момент, при подруливании, часть вашего движения, вашей скорости, которая всегда постоянная и равна скорости света, из одной оси перетекает в другую (понятие поворота это подразумевает), то есть перетекает из временного измерения в обычные, и это со стороны выглядит как ускорение свободного падения.
Расскажите, какой объект в мире вы называете «материальной точкой»?
Спутник, самолёт, поезд, птицу, пиксель, планету, звезду, кончик пальца, падающий на пол чипсик — что угодно, в рамках решения какой‑то задачи. Я могу спокойно, в рамках решения какой‑нибудь задачи, например, вычисления траектории движения планеты, назвать её материальной точкой, и работать с ней, как с материальной точкой. Разве нет? Я взял образ «точка» и сопоставил его с реальным объектом.
Электрон далеко ушел от точки, потому что у него нет координат, и у него есть свое название — электрон.
А почему нет координат? Разве я не могу, например, разрабатывая кинескоп, использовать теоретическое понятие «электрон» и рассчитывать его местоположение и траекторию движения в системе координат? Полярной, декартовой, или ещё какой-нибудь. Тогда получится, что электрон имеет координаты.
И «электрон», и «точка» — это абстрактные понятия, которые мы можем сопоставлять с реальными и/или теоретическими объектами для решения задач.
Но если хотите такой терминологией что-то доказывать, то перед началом спора поясняйте значения ваших терминов. Термины для того и появились, чтобы все участники имели одинаковое представление о предметах спора.
Я абсолютно согласен с Вами, и как раз пытаюсь донести мысль, что у автора есть своя терминология, но он просто забыл её прописать вначале — что, было бы, несомненно, правильно. Но, при желании, её можно реконструировать.
Почему? :)
Так пусть испаряет зеркало, почему бы и нет:)
Мне всегда было проще воспринимать лазер как ФАР в оптическом диапазоне, где каждый атом вещества выступает в качестве самостоятельной антенны. В этом случае, у лазера, как и у любого другого когерентного излучения, есть некая диаграмма направленности, которая, хоть и узкая, но всё же разнонаправленная (и должна иметь вторичные и прочие лепестки, которые очень маленькие из‑за большого количества «антенн»). Поэтому да, оно расходится, но ведь мы можем это учесть
Технически мы имеем два таких каплеобразных тела‑лепестка. Один большой толстый тяжёлый лазер, второй — измеряющий лазер. Нам нужно рассчитать такое их взаимное расположение, чтобы суммарная гравитация была максимальной. Я думаю, это довольно несложная задача, которую можно даже в лоб решить вычислительными методами.
Правда, поскольку у нас тут очень короткий импульс, скорее всего придётся решать в 4D и учитывать время, но всё равно, выглядит не очень сложно
Насколько я знаю эти термоядерные лазеры, там излучает не взрыв, а цилиндр из специального вещества, плазма которого и выполняет функцию излучающего тела. То есть энергия ядерного взрыва накачивает цилиндр, и вот он уже стреляет. Зеркал там нет — оно тупо в обе стороны стреляет без переотражений, как в обычных лазерах, ядерный взрыв с одного раза заставляет всё что нужно излучать электромагнитные волны.
В моей идее этим лазером мы вообще не должны попадать по какому‑либо зеркалу, его тяжелый луч летит мимо. А зеркало нужно только лучу‑измерителю. Луч‑измеритель, по идее, может позволить себе быть гораздо тоньше. Мы можем пустить его не параллельно, а по немного косой траектории, рассчитаной так, чтобы, гравитационное воздействие тяжелого луча на лёгкий было максимальным, с учётом его диаграммы направленности и распределения энергии внутри него.
Тяжелый лазер, пролетая близко к зеркалу измеряющего, испарит его. Это не страшно, нам лишь нужно замедлить процесс разрушения этого зеркала так, чтобы оно успело получить результат и отправить информацию в безопасное место. В конце концов, тяжёлый лазер заденет его лишь частично, а не полностью, и высвободится там энергии, по сравнению со всей мощностью лазера, довольно немного. Я думаю, можно наскрести 100–200 микросекунд на всё.
По идее, если мы можем получить хотя бы один атом, уже можно что‑нибудь придумать. Например, камеру, каждый атом которой будет выступать в роли сенсора, разрешение может быть небольшое, например, 10×10 пикселей. Тогда, при наличии системы стабилизации, сложность создания которой наверно сопоставима с созданием ИТЕРа, мы можем засечь нужное колебание.
Ну так мы можем этих цилиндров поставить несколько штук в разные стороны, чтобы несколько лазеров били в разных направлениях, и каждый тяжелый луч будет мерить отдельная команда, которая отдельно самостоятельно разработает свой метод измерения. Это не уберёт риски, разумеется, но снизит их. Плюс мы можем дополнительно использовать эту же установку для проведения ещё каких‑нибудь экспериментов. То есть пусть у нас этот тяжёлый одноразовый лазер обслужит сразу не один, а множество важных экспериментов, тогда это будет рациональнее. Даже сам ядерный взрыв в далёком космосе уже неплохой материал для изучения.
С Земли оно наверно будет красивое, как сверхновая. А ещё её можно, наверное, использовать как тотальную систему РЭБ в масштабах планеты.
По мере увеличения массы ЧД её средняя плотность снижается. У чёрных дыр в миллионы солнечных масс средняя плотность меньше, чем у воздуха.
Кстати есть интересная штука, что, по некоторым расчётам, если взять ЧД с массой со всю видимую Вселенную, то получится, что её радиус будет совпадать с радиусом видимой Вселенной (но это не точно, там от одного расчёта к другому результаты разные, причём на 1–2 порядка).
Так что это, при желании, можно интерпретировать как то, что внутри чёрных дыр возникают вселенные, и мы, в свою очередь, внутри ЧД. «Большой взрыв» — это момент, когда наша чёрная дыра появилась. Время у нас своё собственное, никак не соотносящееся с временем «снаружи», оно не может быть как‑либо спроецировано на ось времени наружного наблюдателя, даже по СТО. Единственное косвенное свидетельство о «наружном времени» — расширение Вселенной. Вселенная расширяется не потому, что есть «тёмная энергия», а потому что наша ЧД жрёт вещество снаружи и растёт. И сожранное снаружи вещество в нашей Вселенной выглядит/интерпретируется не только как вещество, которое возникло для нас во время большого взрыва (всё сожранное вещество в течении всей жизни ЧД в нашем мире возникает только в точке пространства‑времени «большой взрыв»), но и как эта дополнительная энергия, объясняющая, почему Вселенная и её радиус растут, и растут с ускорением.
Поскольку мы не знаем, какая физика внутри чёрной дыры, можно предположить, что точка пространства‑времени «сингулярность» внутри неё — это «большой взрыв» для её внутренней вселенной, и пространство‑время внутри этой внутренней вселенной «инициализируется заново». А расчёты по этой гипотезе могут не сходиться не потому, что гипотеза неверная, а потому, что у внешней вселенной немного другие законы физики.
Дальше можно развить мысль: вселенные вложены друг в друга через чёрные дыры, при этом в каждой законы физики чуть‑чуть мутируют, и продолжают ветки вложенности только те вселенные, в которых законы физики позволяют генерировать новые чёрные дыры — работает эволюция. Неизвестно, какой уровень вложенности у них, но тогда вероятность появиться в мире, где ЧД возможны намного выше, чем где они невозможны.
Можно зайти с другой стороны и сказать, что сингулярность внутри каждой чёрной дыры в нашей Вселенной и момент большого взрыва — это одна и та же точка пространства‑времени. Можно скомбинировать с предыдущей — что точки сингулярности ЧД могут совпадать с точками сингулярности других ЧД, и/или Большими взрывами других вселенных, всё это сплетается в петли, сходится, расходится, образует циклы, разветвления и телепорты. И в одном из узлов всей этой каши‑сети из телепортов, кротовых нор и больших взрывов живём мы.
Проблема всех этих штук в том, что на текущий момент их почти нереально проверить, можно только накидать математики и подогнать под наблюдения. И если оно прям совсем многое начнёт объяснять — тогда на это обратят внимание, и, может быть, с очень маленькой долей вероятности, оно вырастит в что‑то более вменяемое или полезное, более вкусное чем то, что есть сейчас. У теорий тоже работает естественный отбор — они эволюционируют, почкуются, мутируют, одни ветки выживают, другие нет, на них действуют процессы в обществе.
А на правах научпопа и фантазий — у нас уже довольно много информации, которую можно компилировать в довольно интересные и разнообразные гипотезы.
Теплород ведь тоже был довольно удобной концепцией, с помощью него даже можно было всякие крутые штуки рассчитывать, и они работали. Первые паровые двигатели считали через него, насколько я понимаю. Потому что их надо было считать, а тогда лучше теплорода ничего не было.
ЕМНИП, в рамках этой концепции понятие «центр» неприменимо. Это как искать центр надувающегося воздушного шарика на его поверхности. Поскольку сама теория базируется на четырёхмерном пространстве‑времени Минковского, то можно сказать, что «центр» — это точка пространства‑времени, где и произошёл большой взрыв. То есть центр лежит вне нашего времени. Но и то, это будет кривая аналогия.
«Взрывом» это называют потому, что когда эту концепцию только предложили, какой‑то из критиков придумал прикол в духе «Хаха, будто бы когда‑то произошёл Big Bang, из которого родилась Вселенная, что за бред», так и прижилось. Это как с гипотезой об отсутствии волос у чёрной дыры. Учёные же тоже люди:)
По сути это не взрыв, а такая штука, когда из точки появляется всё. Мы в жизни такое не встречаем никогда, но наиболее близкое — это как раз взрыв.
Так мы можем пустить «тяжёлый» лазер не поперёк, а вдоль «измерительного». Тогда он будет оказывать гравитационное воздействие по всей длине, а не только в одной точке. Даже короткий пучок «тяжёлого лазера» успеет пролететь по всей длине рядом с измерительным лазером и «напритягивать» его достаточно сильно, особенно если у нас очень длинное плечо. Плюс лазеры можно расположить максимально близко.
Но сама разность измеряется то, как я понимаю, как раз сложением излучения от двух лазеров — там меняется интерференционная картина. И, по логике, чем меньше длина волны, тем больше «разрешение» этой интерференционной картины, и мы можем засечь меньшее смещение. Разве нет?
Пример с синусоидами, смещение 0,1 рад
Берём две синусоиды, одна смещена на 0,1 рад относительно другой. Частота у нас условно равна единице:
Вычтем одну функцию из другой:
Разница небольшая, уловить это сложно. Теперь повысим частоту в 10 раз, теперь она 10 единиц:
Также вычтем функции:
Разница стала гораздо больше, и нам гораздо проще её зарегистрировать.
Но это если я правильно понимаю принцип измерений по интерференционной картине.
Вот здесь я не очень понимаю, как это считается. Как связан радиус Шварцвальда со смещением лазера? Разве нам надо достигать такой энергии, что у нас образуется горизонт событий? И почему смещение должно быть равно двум радиусам Шварцвальда? По идее и без него возникает искривление пространства. Например, Солнце создаёт вполне ощутимое гравитационное линзирование. Плюс, по идее, там же куча переменных — расстояние между лучами, их диаметр, их энергия, искривление, скорее всего, какое‑нибудь кривое, а не линейное. И оно там не смещается за один раз на определённое расстояние, а хитро загибается в зависимости от кучи факторов. Даже, по идее, пролетев один раз мимо массы, то, насколько оно сместится в конце пути, зависит от самого этого пути, ибо оно не смещается, а поворачивает на определенный угол, и смещение будет увеличиваться по мере увеличения расстояния. Или я упускаю какую‑то деталь?
Тут тоже не очень понял, а отражение это разве не взаимодействие? Там же по идее электромагнитная волна раскачивает электронное облако, а оно, в свою очередь, генерирует вторичное излучение, или, говоря языком частиц, кушает фотон, переходит в повышенное энергетическое состояние, и потом испускает фотон — оно так же вроде работает, разве нет (я сейчас именно про простое отражение света, не про лазерное излучение). Или имеется ввиду, что часть энергии убьётся на разрыв/изменение связи между атомами, произвольно упадёт частота/амплитуда и вся когерентность превратится в тыкву?
Тогда возникает вопрос — можно ли сделать зеркало не из атомов? Из плазмы например, или из каких‑нибудь экзотических частиц, каких‑нибудь атомов позитрония (где электрон с позитроном вращаются вместе, я не помню как он на самом деле называется), или из какого‑нибудь конденсата Бозе‑Эйнштейна. Агрегатных состояний и форм материи нынче открыто очень много, довольно интересно было бы узнать, какие из них могут выполнять функцию зеркала, хотя бы для определённых длин волн.
Там точность не 10⁻⁴ атома, а 10⁻⁴ протона. То есть точность измерения 10⁻¹⁹. Всё ещё немного, в рамках нашей задачи, но уже на 4 порядка ближе к тому, что надо.
Во время холодной войны США объявили (как выяснилось, ложно, чтобы обмануть СССР) о программе «Стратегическая оборонная инициатива». В рамках неё, якобы, планировалось разработать ядерный военный комплекс космического базирования. В числе оружия этого комплекса должны были быть лазеры с ядерной накачкой.
По задумке лазер представляет собой спутник с ядерной бомбой. При взрыве энергия ядерного взрыва используется для лазерной накачки и в виде импульса рентгеновского когерентного излучения ударяет по цели. Разумеется, лазеры были одноразовые. Были проведены испытания, доказывающие возможность работы таких лазеров. Мощность у таких лазеров, понятное дело, весьма неплохая.
Так вот, насколько я помню, для увеличения мощности термоядерной бомбы на порядок, её массу не нужно увеличивать на этот самый порядок. Там зависимость, насколько я понимаю, больше похожа на экспоненциальную. Поэтому поднять мощность царь‑бомбы на три порядка и вывести на орбиту — это, конечно, не шутки, но с тех пор минуло уже больше полувека, и, я думаю, вполне осуществимо.
А поскольку точность у нас не 10⁻¹⁵, а 10⁻¹⁹, мы выигрываем 4 порядка, и получается, что термоядерного космического лазера в одну царь‑бомбу хватает, чтобы достичь необходимой мощности (на самом деле далеко не одной, ибо КПД). Но тут уже очевидно, что измерения нужно проводить не на земле, и будет одна, от силы — две попытки. Готовиться надо, как к запуску «Новых горизонтов».
Дефект массы при взрыве Царь‑бомбы (а она была заряжена вполовину мощности, 50Мт) составил, по оценкам, около 2 кг. Если КПД орбитального ядерного лазера будет 1%, то мы получим 20 грамм лазерного излучения. Это уже вполне неплохо. Я думаю, современные технологии вполне позволят сделать накачку в несколько десятков гигатонн, и вот он наш тяжёленький лазерный импульс.
И, повторюсь, не факт, что он должен быть прямо таким тяжёлым. Может быть, можно понизить массу на несколько порядков, если учесть все нюансы.
Логично, так и должно быть. Вы правы.
Так я насколько понимаю, оно мерит изменение длины траектории, а не сам угол, там без разницы, какого размера зеркало. Идея в том, что при искривлении траектории её длина увеличивается, и оно может засечь изменение этой длины.
Плюс у LIGO плечо всего 5 км, можно сделать гораздо больше, или вообще отправить в космос в виде двух раздельных аппаратов (но там возникает вполне предсказуемый большой ворох новых, очень‑очень трудно решаемых проблем). Если расстояние между аппаратами будет, например, 10⁵ км, то нам останется ещё 5 порядков до заветной цели.
И, если я правильно понимаю принцип работы прибора, то чем выше частота измеряющих лазеров, тем выше у него должна быть точность. Если это так, то, применив в будущем лазеры более высокой частоты (например, гамма‑лазеры), мы также можем поднять точность на несколько (а то и все 10) порядков.
Комбинируя увеличение длины плеча (опционально с выносом в космос) и увеличение частоты измеряющих лазеров, мы можем нарастить точность до требуемого уровня и провести эксперимент.
Поправьте, если ошибаюсь.
Я имел ввиду немного другое, не общую топологию Вселенной в макроскопическом масштабе.
Грубо говоря, если представить вселенную, аналогичную нашей, но без материи и энергии, просто пространство‑время, то «средний уровень искривления» (или «средний уровень продавливания») в ней будет, по логике равен нулю.
А в нашей Вселенной есть либо пустота, либо объекты с положительной массой. Объекты с отрицательной массой (которые отталкивают — «белые дыры» и прочее) пока не обнаружены. Значит, в нашей Вселенной «средний уровень искривления» не равен нулю.
И вот чтобы скомпенсировать этот «уровень искривления», свободное пространство между галактиками «выгибается» в противоположную сторону, и суммарно вся топология получается плоской.
Разумеется, это всё с учётом, что сам термин «средний уровень искривления» может иметь какой‑то реальный смысл.
Очень упрощённо, что я имел ввиду
Не вот так
а вот так
Однако, если дело обстоит таким образом что
то, тогда действительно, по идее, смысла в «выгибании обратно» может и не быть.
Ниже примерно описал, как может выглядеть эксперимент, подтверждающий/опровергающий это. Единственное, что без теоретического моделирования непонятно, достигло ли современное оборудование требуемого уровня точности.
По идее, не обязательно доходить до макроскопических масштабов. Нам достаточно дойти до пределов чувствительности имеющегося оборудования. Если мне не изменяет память, существующий детектор гравитационных волн (который LIGO) регистрирует изменение расстояния в 10⁻⁴ длины протона.
Можно на базе этой штуки собрать что‑нибудь, где, например, вблизи «измерительного» лазерного луча, стреляют каким‑нибудь страшным импульсным лазером очень большой мощности. Этот пучок, по логике, пролетая мимо «измерительного» луча, должен будет каким‑то образом кратковременно его исказить, что можно будет засечь по изменениям его интерференционной картины (если «луч‑измеритель» хоть чуть‑чуть изогнётся, то пройдет большее расстояние, чем по прямой). «Пучок‑гравитатор» в данном случае, наверное, должен быть не сильно коротким, но тогда он будет и не сильно мощным — одним словом, нужно хорошо подобрать соотношение мощность‑длительность у лазера, луч которого будет выполнять роль гравитирующего объекта в этом эксперименте.
Пуск крутых импульсных лазеров, насколько я понимаю, обычно генерирует тучу помех всеми возможными и не очень способами; то, что их кормит энергией, тоже; поэтому нужно будет как‑то отсеять воздействие всего этого на интерференционную картину в этом «модифицированном LIGO».
Второй вариант — совсем для будущего — стрельнуть лазером в какую‑нибудь ближайшую экзо‑ или не очень планету и посмотреть на неё через телескоп, функцию линзы в котором будет выполнять большой гравитирующий объект (возможно, это даже будет наше Солнце, но не очень понятно, что делать с его собственным излучением). И, оценив рассеяние лазера на расстоянии нескольких световых лет, сделать выводы.
А разве обязательно достигать прямо горизонта событий? По идее достаточно просто очень мощного излучения, и тогда без горизонта событий можно будет найти какие‑нибудь отклонения при наличии точного оборудования.
И кстати, если теория не запрещает существование чёрной дыры из фотонов, не означает ли это автоматически, что электромагнитная волна может осуществлять на саму себя гравитационное воздействие? Которое может компенсировать рассеяние на больших расстояниях
Тёмная энергия и тёмная материя, если что, это две разные теоретические сущности.
Тёмная материя притягивает, и объясняет, почему галактики, судя по измерениям, имеют большую массу, чем суммарная масса всех звёзд в них, со всякими поправками на чёрные дыры (хотя недавно мелькала гипотеза, что чёрных дыр гораздо больше, чем кажется, и что тёмная материя — это он и есть), ядро галактики и мелочь вроде планет.
Тёмная энергия отталкивает, и объясняет, почему, если измерить существующими методами скорость движения галактик на разных расстояниях, получается, что они разбегаются друг от друга с ускорением.
Как мне кажется, в противоположном назначении этих двух теоретических сущностей должна крыться разгадка, что же на самом деле там происходит.
Ну например: вселенная почему‑то хочет на крупном масштабе иметь нулевую кривизну пространства‑времени (допустим). Существующие чёрные дыры и обычная масса повсеместно искривляют пространство «в одну сторону», и, чтобы скомпенсировать это, вселенная «выгибается» «в другую сторону» на макроскопическом масштабе так, чтобы в среднем всё было «уравновешено». Поэтому мы наблюдаем разбегание галактик с ускорением — там не материя, там просто пространство‑время «в другую сторону» «выгнулось». Как на стёганом пуговицами диване — пуговицы (галактики) прижимают покрытие дивана, а в промежутках между ними оно, наоборот, вспучивается.
Вселенная - это диван
Только если электромагнитная волна может слабо гравитировать. Насколько я понимаю, экспериментально пока нет возможности доказать/опровергнуть то, что электромагнитные волны, обладая энергией, могут гравитировать, как эквивалентная им масса. Теория говорит, что гравитирует только масса, а фотон нет, потому что у него нет массы.
Но практически, если я не ошибаюсь, такой эксперимент поставить пока не представляется возможным. Слишком большая мощность излучения нужна и слишком чувствительные приборы, измеряющие гравитационное воздействие. Поправьте, если ошибаюсь.
Хм. А что если внести модификацию в теорию и предположить, что массы нет, но гравитировать оно таки может, подобно эквивалентной данной энергии массе?
По идее теория должна начать расходиться с экспериментами, но, насколько я понимаю, даже самые мощные на сегодняшний день источники электромагнитных волн (видимого и не очень диапазона) неспособны создать такое излучение, гипотетическую гравитацию которого могло бы обнаружить современное измерительное оборудование.
А как же знаменитая формула эквивалентности массы покоя и энергии?
По идее есть ещё параллакс, светимость, и, в определённых, очень‑очень везучих случаях, гравитационное линзирование, а также всякие косвенные плюшки, когда одна галактика рядом с другой и можно выявить степень влияния их друг на друга, что дает дополнительную информацию.
Под параллаксом подразумевается изменение точки наблюдения в связи с движением земли вокруг солнца, солнца вокруг центра нашей галактики и самой галактики. Однако, даже если учитывать, что всё это вместе движется довольно быстро, я не уверен, что даже за десяток‑другой лет можно накопить достаточное смещение точки наблюдения, чтобы достаточно точно определять расстояние до других галактик.
А что за вопросы? Интересно было бы обсудить:) На обывательском уровне я как‑то сам до дошел до этой идеи. Знаю, что она генерирует много противоречий с наблюдаемой картиной, и расчёты, которые она даёт, не сходятся с наблюдаемой картиной, но мне так и не удалось найти обстоятельный, «по полочкам», разнос этой теории. Интересно, а гелиоцентрическая система на первых этапах своего развития генерировала противоречия, или сразу все расчёты сошлись...
По поводу «куда девается лишняя энергия» — она может тратиться на дополнительную гравитацию в галактиках, и как раз её мы интерпретируем как наличие той самой гравитирующей «тёмной материи». Однако, насколько я знаю, на расчётах оно не сходится, по крайней мере, на уровне современной физики.
А ещё хотелось бы узнать, как влияет гравитация электромагнитной волны (она, по идее, должна быть, раз есть энергия) на неё саму. По идее, на чрезвычайно больших расстояниях, электромагнитная волна должна частично превратиться в очень‑очень слабую гравитационную. Или нет? Эксперименты с гравитацией электромагнитных волн, по‑моему, при текущей точности приборов, неосуществимы, а ОТО до такой степени я на текущий момент осилить не смог, чтобы самостоятельно ответить на этот вопрос:(
А кроме красного смещения есть ещё какое‑нибудь подтверждение, что галактики вообще разбегаются? Или, хотя бы, что они делают это с ускорением? Какие‑нибудь альтернативные методы измерения скорости, подтверждающие ещё одним способом, что она действительно расширяется? Я просто ничего не могу найти на эту тему, а теоретические выкладки, насколько я понимаю, наоборот, пытаются сконструировать так, чтобы они объясняли нашу интерпретацию того, что мы наблюдаем (что логично).
Просто мне все эти пляски вокруг тёмной материи и тёмной энергии напоминают эпициклы из геоцентрической системы мира. Теория, подбираясь в своём развитии к границам собственной применимости, накапливает нестыковки и начинает отчаянно плодить сущности и усложняться, чтобы оставаться состоятельной и выжить.
В целом согласен. Но что в данном случае «стимуляция хорошего поведения»? Давать палки и должности за пойманных мошенников?
Он не ограничен, а всегда равен скорости света. Даже когда объект стоит на месте.
Вы и летите по прямой линии пространства, эта линия называется «время». Вы не можете тормозить и ускоряться, можно только поворачивать, и не больше, чем на 90⁰, но это не точно, однако путешествия во времени, отрицательная и мнимая масса и прочие замечательные штуки — это не есть то, что упростит понимание вопроса :)
Пространство как «рельсы», по которым двигаются объекты. Только обычные рельсы у поездов одномерные (поезд может ездить только взад и вперёд), а тут — четырехмерные. Без приложения силы вы двигаетесь по «рельсам», по траектории, которая называется прямой. Если искривляется пространство, то искривляется всё внутри него, все траектории, прямые и кривые. «Рельсы» «поворачивают».
Идея теории в том, что состояние, при котором Вы никуда не двигаетесь, невозможно. Вы двигаетесь всегда. Состояние, при котором Вы двигаетесь не со скоростью света, также невозможно. Скорость всегда равна скорости света. Без исключений. Только всё это движение происходит в 4D. А то, что обычно называют ускорением, это на самом деле просто поворот.
Если вы стоите на месте в привычном понимании этого слова, то в СТО/ОТО вы на самом деле летите со скоростью света, только во времени. Около массивных объектов пространство сворачивает в 4D конусоподобную структуру. Если вы находитесь рядом с таким массивным объектом и на вас не действуют силы (гравитации в ОТО не существует), вы попадаете в это конусоподобное искривление. Однако, раз на вас не действуют силы, вы должны продолжать лететь по прямой. Правило такое — всё, на что не действуют силы, продолжает лететь по прямой. Но пространство‑время здесь искривлено, и чтобы оставаться на прямой траектории, вы начинаете «подруливать». В этот момент, при подруливании, часть вашего движения, вашей скорости, которая всегда постоянная и равна скорости света, из одной оси перетекает в другую (понятие поворота это подразумевает), то есть перетекает из временного измерения в обычные, и это со стороны выглядит как ускорение свободного падения.
Спутник, самолёт, поезд, птицу, пиксель, планету, звезду, кончик пальца, падающий на пол чипсик — что угодно, в рамках решения какой‑то задачи. Я могу спокойно, в рамках решения какой‑нибудь задачи, например, вычисления траектории движения планеты, назвать её материальной точкой, и работать с ней, как с материальной точкой. Разве нет? Я взял образ «точка» и сопоставил его с реальным объектом.
А почему нет координат? Разве я не могу, например, разрабатывая кинескоп, использовать теоретическое понятие «электрон» и рассчитывать его местоположение и траекторию движения в системе координат? Полярной, декартовой, или ещё какой-нибудь. Тогда получится, что электрон имеет координаты.
И «электрон», и «точка» — это абстрактные понятия, которые мы можем сопоставлять с реальными и/или теоретическими объектами для решения задач.
Я абсолютно согласен с Вами, и как раз пытаюсь донести мысль, что у автора есть своя терминология, но он просто забыл её прописать вначале — что, было бы, несомненно, правильно. Но, при желании, её можно реконструировать.