Ключевое слово
25 | 03 | 2017
Новости Библиотеки

Шахматы онлайн

Чессбомб

Welcome, Guest
Username: Password: Remember me

TOPIC: Гравитация, ОТО, Вселенная

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 06:43 #1

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
Читаю статью www.scientificamerican.com/article.cfm?i...m-general-relativity Сюрпризы от Общей Относительности: плавание в пространстве-времени.

Как можно приборами космического корабля обнаружить, что того всасывает сильное гравитационное поле невидимой массы (большой планеты, нейтронной звезды, чёрной дыры)?
Вообще говоря никак, если ориентироваться только на локальные характеристики поля тяготения в месте положения корабля. А вот если посмотреть на звёзды и движение планет, астероидов и т.д., то мощный центр тяготения сразу заметишь. А в практическом плане тела типа нейтронных звёзд часто излучают всякие специфические частицы или радиоволны, как пульсары например, их обнаружит гораздо легче, чем гравитационные возмущения.
Last Edit: 13 Март 2015 11:48 by Vladimirovich.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 14:11 #2

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Quantrinas написал(а):
Вообще говоря никак, если ориентироваться только на локальные характеристики поля тяготения в месте положения корабля.
А если воспользоваться наличием градиента гравитационного поля? Мы же говорим о сильных (в смысле напряженности) полях. Скажем, макроскопические размеры волновой функции (с достаточной длиной когерентности) будут чувствовать разные гравитационные потенциалы в пределах длины когерентности. Не вижу принципиальных ограничителей для чего-либо подобного.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 14:19 #3

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
А если воспользоваться наличием градиента гравитационного поля? Мы же говорим о сильных (в смысле напряженности) полях.
А что Вы узнаете? Что поле выглядит так, как будто создано большой массой. И потом, тут строго говоря, не градиент поля надо, а дивергенцию мерить, в общем сомневаюсь.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 15:42 #4

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Думаю, надо будет каким-то образом измерять кривизну пространства (напряжённость поля). Можно остановить (подвесить) ракету и измерить/почувствовать силу тяжести. Правда, такого можно не выдержать телом и сгинуть
. Однако, если не видишь источника сильного искривления пространства как знать, что ракета замерла?


Отредактировано Хайдук (2009-07-26 19:43:14)

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 15:54 #5

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
Однако, если не видишь источника сильного искривления пространства как знать, что ракета замерла?
Вот и у меня такие же сомнения, ракета, свободно падающая, напряжённость не чувствует, чувствует только его кривизну, например дивергенцию на разыв, это какую же кривизну надо иметь.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 16:22 #6

  • Vladimirovich
  • Vladimirovich's Avatar
  • OFFLINE
  • Инквизитор
  • Posts: 62388
  • Thank you received: 540
  • Karma: 65
Quantrinas написал(а):
Вот и у меня такие же сомнения, ракета, свободно падающая, напряжённость не чувствует, чувствует только его кривизну, например дивергенцию на разыв, это какую же кривизну надо иметь.
А сколько надо для разрыва?


Отредактировано Vladimirovich (2009-07-26 20:23:04)
Каждому - своё.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 16:48 #7

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Vladimirovich написал(а):
А сколько надо для разрыва?
Для разрыва обычного тела надо силу больше гравитационной, действующей на это тело, что вообще невозможно только вследствие кривизны.
Ну если прибор специальный, то не так много как для настоящего разрыва, но кривизна обычного нам поля тяготения так мала, что прибором его не больно то померишь, мне кажется.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 17:16 #8

  • Vladimirovich
  • Vladimirovich's Avatar
  • OFFLINE
  • Инквизитор
  • Posts: 62388
  • Thank you received: 540
  • Karma: 65
Ну обычного понятно.
А вблизи черной дыры?

В фантастике любят погружаться в черные дыры

Кирдык там быстро должен наступить?

Каждому - своё.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 17:20 #9

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Я дурак! Ведь корабль свободно падает и само поле (напряжённость) не чувствует. Поэтому даже при небольшой ещё кривизне, но уже большом поле корабль разорвёт. Вот только оценить, на каком расстоянии от дыры это произойдёт, в уме не могу, надо ручку брать.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 17:47 #10

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Quantrinas написал(а):
поле корабль разорвёт
Ну, пока не разорвало, может быть можно построить прибор, регистрирующий неодинаковое воздействие поля на, ну к примеру какие-нибудь измерительные массы в различных точках пространства (желательно внутри корабля
).

Отредактировано ОлегО (2009-07-26 22:06:39)

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 18:54 #11

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Quantrinas написал(а):
Ведь корабль свободно падает и само поле (напряжённость) не чувствует. Поэтому даже при небольшой ещё кривизне, но уже большом поле корабль разорвёт.
Чего-то не понимаю - кривизна и напряжённость не суть ли одно и то же? По сути поля (в духе Максвелла) нет, есть лишь кривое пространство.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 19:02 #12

  • DOC-03
  • DOC-03's Avatar
  • OFFLINE
  • Боярин
  • Posts: 1700
  • Thank you received: 1
  • Karma: -18
Vladimirovich написал(а):
Ну обычного понятно.
А вблизи черной дыры?
В фантастике любят погружаться в черные дыры
Кирдык там быстро должен наступить?
Да как посмотреть. С точки зрения внешнего наблюдателя ведь корабль никогда не пересечет горизонт событий.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 19:57 #13

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Наверное, как раз большая кривизна загибает, растягивает и разрывает предметы, тело человека и т.д. Или растяжение и разрыв происходят лишь внутри горизонта событий, когда надежд больше нет

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 20:02 #14

  • Vladimirovich
  • Vladimirovich's Avatar
  • OFFLINE
  • Инквизитор
  • Posts: 62388
  • Thank you received: 540
  • Karma: 65
DOC-03 написал(а):
Да как посмотреть. С точки зрения внешнего наблюдателя ведь корабль никогда не пересечет горизонт событий.
Да, но разрушиться должен задолго до.
Классическое 1/r2 там не работает, но я честно говоря не знаю, как физика оценивает гравитационное поле вокруг черной дыры.
Каждому - своё.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 20:08 #15

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
Чего-то не понимаю - кривизна и напряжённость не суть ли одно и то же? По сути поля (в духе Максвелла) нет, есть лишь кривое пространство.
Напряжённостью я называю градиент потенциала, то есть фактически метрического тензора (более менее это символы Кристоффеля). Этот градиент может быть и в одном направлении (однородное гравитационное поле).

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 20:09 #16

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
ОлегО написал(а):
Quantrinas написал(а):

поле корабль разорвёт
Ну, пока не разорвало, может быть можно построить прибор, регистрирующий неодинаковое воздействие поля на, ну к примеру какие-нибудь измерительные массы в различных точках пространства (желательно внутри корабля
).
Теоретически можно.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 20:11 #17

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Vladimirovich написал(а):
Классическое 1/r2 там не работает, но я честно говоря не знаю, как физика оценивает гравитационное поле вокруг черной дыры.
Все решения есть в учебниках, но сейчас разбираться неохота, хотя при случае надо бы освежить память.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 20:27 #18

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Quantrinas написал(а):
Напряжённостью я называю градиент потенциала, то есть фактически метрического тензора (более менее это символы Кристоффеля). Этот градиент может быть и в одном направлении (однородное гравитационное поле).
Да, можно понять, там пара-другая разных геометрических величин, увязанные дифференциально-интегральными соотношениями по Лейбницу-Ньютону
. Все же вопрос о компактном приборе для обнаружения силы гравитационного поля (то бишь степени закручивания/растяжения пространства) интересен.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 21:04 #19

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Quantrinas написал(а):
А что Вы узнаете? Что поле выглядит так, как будто создано большой массой. И потом, тут строго говоря, не градиент поля надо, а дивергенцию мерить, в общем сомневаюсь.
С дивергенцией Вы погорячились. Дивергенция показывает лишь наличие или отсутствие массы (для э/м поля - заряда) в объеме dV. Нам корабельные запчасти не нужны (в смысле вклада их в поле сильной гравитации).
Когда я говорил о большом градиенте (кстати, похоже можно легко обойтись без когерентных квантовых эффектов), то имел в виду следующий момент: при свободном падении всего космического корабля как целого, в разных его частях вдоль оси падения будет разная гравитация. Скажем, шарик в геометрическом центре корабля (если он совпадает с центром масс) будет в невесомости, а вот у противоположных стен он будет придавлен к ним. У ближней (к черной дыре) стены гравитация будет больше, чем в центре корабля, а у дальнейа стены - меньше. Кстати, этот же факт будет вызывать напряжения в конструкции корабля и при достаточном градиенте может его разорвать.
Кстати, наличие большого градиента от черной дыры можно отличить от вращения корабля вокруг центра масс по тому факту, что в плоскости, перпендикулярной силовым линиям гравитационного поля мы не заметим разлета шариков к соотв. стенкам корабля.
В мощном постоянном гравитационном поле в режиме свободного падения (без внешней информации типа смещения спектральных линий звезд или межзвездного газа (красного, синего)) мы ничего не заметим. На том стоИт ОТО.
По-моему, так.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 21:09 #20

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
Когда я говорил о большом градиенте (кстати, похоже можно легко обойтись без когерентных квантовых эффектов), то имел в виду следующий момент: при свободном падении всего космического корабля как целого, в разных его частях вдоль оси падения будет разная гравитация. Скажем, шарик в геометрическом центре корабля (если он совпадает с центром масс) будет в невесомости, а вот у противоположных стен он будет придавлен к ним. У ближней (к черной дыре) стены гравитация будет больше, чем в центре корабля, а у дальнейа стены - меньше. Кстати, этот же факт будет вызывать напряжения в конструкции корабля и при достаточном градиенте может его разорвать.
Кстати, наличие большого градиента от черной дыры можно отличить от вражения корабля вокруг центра масс по тому факту, что в плоскости, перпендикулярной силовым линиям гравитационного поля мы не заметим разлета шариков к соотв. стенкам корабля.
В мощном постоянном гравитационном поле в режиме свободного падения (без внешней информации типа смещения спектральных линий звезд или межзвездного газа (красного, синего)мы ничего не заметим. На том стоИт ОТО.
По-моему, так.
Да-да, наверное всё верно. А с дивергенцией я действительно поспешил.
Тут какая то другая производная от кривизны.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 21:11 #21

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Да, надеюсь понятно, что под градиентом я понимал не градиент потенциала, а градиент напряженности поля.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 21:13 #22

  • Quantrinas
  • Quantrinas's Avatar
  • OFFLINE
  • Физик
  • Posts: 12016
  • Thank you received: 2
  • Karma: 0
Крыс написал(а):
Да, надеюсь понятно, что под градиентом я понимал не градиент потенциала, а градиент напряженности поля.
Теперь понятно.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 21:23 #23

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Quantrinas написал(а):
Тут какая то другая производная от кривизны.
У меня, как и у Эйнштейна, была трояка по дифференциальной геометрии.

Это свинство начинать читать такой предмет на первом семестре второго курса. Да и спортом я тогда еще занимался по 7 часов в день каждый день.

Это уже с третьего курса, когда сократил тренировки до 3-х часов в день, стал круглым отличником, чем сбил с толку деканат.

Гравитация, ОТО, Вселенная 26 Июль 2009 23:47 #24

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Мне кажется, что прибор можно сделать таким образом, чтобы регистрировал механические напряжения конструкции вследствие кривизны и градиента метрики. Боюсь, однако, что такой прибор может оказаться бОльше корабля по размерам или когда даст соответствующие показания, будет очень поздно...

Гравитация, ОТО, Вселенная 27 Июль 2009 07:28 #25

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
Хайдук написал(а):
Мне кажется, что прибор можно сделать таким образом, чтобы регистрировал механические напряжения конструкции вследствие кривизны и градиента метрики. Боюсь, однако, что такой прибор может оказаться бОльше корабля по размерам или когда даст соответствующие показания, будет очень поздно...
Ну, чтобы не провалиться к... в преисподнюю
надо, по-видимому, чувствительность прибора увязать с энергетикой корабля. А приемлемое инженерное решение по прибору возможно будет найдено современниками создания соответствующего корабля.

Гравитация, ОТО, Вселенная 27 Июль 2009 08:30 #26

  • Крыс
  • Крыс's Avatar
  • OFFLINE
  • Отец Русской Демократии
  • Posts: 33839
  • Thank you received: 59
  • Karma: 11
Хайдук написал(а):
Как можно приборами космического корабля обнаружить, что того всасывает сильное гравитационное поле невидимой массы
Кстати, такая постановка вопроса не ограничивает нас пространством космического корабля. Мы ведь можем ориентироваться на сигналы извне.
Предлагаю ув. Quantrinas-y проанализировать возможность обнаружить ускоренное движение по спектрам звезд, лежащих позади корабля вдоль линии падения. Для простоты тангенциальная составляющая движения пусть =0. Здесь интересен вот какой финт: кванты света от этих звезд тоже будут получать допольнительную энергию и немного синеть. Кстати, не все очевидно и со спектрами звезд, лежащих в плоскости перпендикулярной движению. Здесь надо учитывать поперечный эффект Доплера и влияние возрастающей гравитации. Возможно так получится определить параметры движения корабля, связав его с изменениями скорости движения.

Гравитация, ОТО, Вселенная 27 Июль 2009 14:59 #27

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
ОлегО написал(а):
Ну, чтобы не провалиться к... в преисподнюю надо, по-видимому, чувствительность прибора увязать с энергетикой корабля. А приемлемое инженерное решение по прибору возможно будет найдено современниками создания соответствующего корабля.
Все дело в чувствительности прибора, так как из-за слабости гравитационных эффектов можно будет, видимо, надёжно обнаружить лишь сильно закрученное/растянутое пространство, которого двигатели корабля могут не осилить или дополнительная нагрузка от инерционных эффектов ускорения может разрушить корабль и/или прикончить космонавтов...

Гравитация, ОТО, Вселенная 27 Июль 2009 16:52 #28

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0

Хайдук написал(а):
ОлегО написал(а):
Ну, чтобы не провалиться к... в преисподнюю надо, по-видимому, чувствительность прибора увязать с энергетикой корабля. А приемлемое инженерное решение по прибору возможно будет найдено современниками создания соответствующего корабля.
Все дело в чувствительности прибора, так как из-за слабости гравитационных эффектов можно будет, видимо, надёжно обнаружить лишь сильно закрученное/растянутое пространство, которого двигатели корабля могут не осилить или дополнительная нагрузка от инерционных эффектов ускорения может разрушить корабль и/или прикончить космонавтов...
Совершенно с Вами согласен. Но сегодня
- корабля-то, способного в разумное время добраться до сильно закрученного/растянутого пространства пока нет. А вот когда будет, с соответствующими энергетическими возможностями и двигателями (если тогда так это будет называться) , тогда, возможно, и прибор с сооветствующей чувствительностью удасться создать.
Но вот как там жисть-то, в дыре этой, что там слышно
Чё дают-то?


Отредактировано ОлегО (2009-07-27 21:02:51)

Гравитация, ОТО, Вселенная 27 Июль 2009 18:45 #29

  • ОлегО
  • ОлегО's Avatar
  • OFFLINE
  • Чашник
  • Posts: 43
  • Karma: 0
А вообще эти дыры чем-то напоминают существенных гос. трудящихся - сначала насосутся чужой материи, а потом испариться наровят
.

Гравитация, ОТО, Вселенная 31 Июль 2009 02:31 #30

  • Хайдук
  • Хайдук's Avatar
  • OFFLINE
  • Посадник
  • Posts: 28175
  • Thank you received: 36
  • Karma: 3
Не меньше, чем самому космическому кораблю нужно быть тем прибором, который своей конструкцией и многочисленными датчиками может регистрировать механические напряжения, вызванные угрожающими кривизной и растяжением пространства вблизи чёрных дыр и нейтронных звёзд. Разумеется, теми же датчиками будут измеряться и инерционные эффекты ускорения корабля работающими реактивными двигателями.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования