Вот как все было

Разговоры на отвлеченные темы

Модераторы: morozov, mike@in-russia

Ответить
jurij
Сообщения: 575
Зарегистрирован: Сб июл 02, 2011 10:58

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#1   jurij »

Уважаемый Z! Мы увязаем в обсуждении деталей. А принципиально вопрос в следующем: что такое гравитация и гравитационные волны. От ответа на этот вопрос будет зависеть и способ регистрации гравитационных волн и соответственно, что зарегистрировал LIGO.

В ОТО считается, что тяготеющие массы деформируют пространство-время. Отсюда вопрос, что такое деформация пространства-времени и что происходит с материальными телами, которые расположены в этом пространстве.

Аналогию с лупой Вы считаете совершенно некорректной. Тогда я предложу другую аналогию. Обратимся к СТО. В ней все расстояния в движущейся системе отсчета, в направлении движения уменьшаются. Вот собственно, и есть эффект деформации пространства-времени, но только в одном направлении. Благодаря тому, что это деформация пространства-времени, в направлении движения деформируется все: расстояния между телами, размеры самих тел, расстояния между атомами из которых состоят эти тела, размеры самих атомов… По крайней мере так утверждает СТО.

Однако, это не физическая деформация тел, а деформации, обусловленные изменением масштаба метрики. Поэтому в телах, включая материальные линейки, не возникает никаких упругих напряжений. И никаких перемещений (элементов материальных тел), связанных с этими деформациями тоже не происходит.

Согласно ОТО гравитационное поле (по старому), это деформированное состояние пространства-времени вблизи гравитационной массы. Соответственно, гравитационная волна, это волна деформации пространства-времени, т.е. волна изменения масштаба метрики пространства-времени. Такая волна физически не деформирует тела.

Другой вопрос, если гравитация это поле сил, например, как электрическое. Тогда гравитационная волна будет физически деформировать и перемещать материальные тела. Эти деформации и перемещения в реальном пространства можно фиксировать с помощью той же LIGO. Но тогда зачем городить огород с деформируемым пространством-временем?

катюша
Сообщения: 862
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#2   катюша »

Z писал(а):Наверное, все-таки, волна распространяясь, не изменяет пространственные координаты ( в пространстве Минковского) центров масс, свободных, неподвижных тел. Местные координаты меняются, детектор регистрирует изменения. А сила (5) похоже, фиктивная, как сила инерции в НСО, и выражает взгляд местного наблюдателя. [Короче, требуется консультация специалиста...]
Гравволна- это пульсации метрики простаранства-времени, и, следовательно, тензора кривизны; осцилляции которого вызывают относительные ускорения и смещения пробных тел ( приливная, а не гравсила ). Вопрос регистрации гравволн сводится к измерению этих относительных ускорений и смещений. Обсудим характер относительных смещений точек детектора в поле плоской, поперечно поляризованной волны, в системе координат, неподвижно связанной с ним. Пусть детектор движется по геодезической линии; в таком случае в условиях Земли фоновую метрику можно считать плоской. Для волны, распространяющейся по направлению оси x, относительные ускорения можно вычислить, воспользовавшись формулой, описывающей отклонение геодезических. Здесь, учтено, что система координат псевдо-декартовая ( фоновая метрика плоская ), и поскольку расчеты ведутся относительно неподвижного начала координат ( сопутствующая система ), то и следовательно ускорение точки А есть ускорение относительно точки 0 - начала координат.

катюша
Сообщения: 862
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#3   катюша »

Далее, рассмотрим радиационно доминириванный детектор, возбуждаемый стационарным плоским и поперечно поляризованным потоком излучения. Пусть детектор представляет собой идеализированную систему двух равных масс М: система координат закреплена неподвижно с центром детектора, который одновременно служит в качестве начала пространственных декартовых координат. Тогда с точностью до фоновой метрики, которая считается почти плоской, мировая линия этой точки является геодезической. Вывод таков: гравволна вызывает в телах колебания только в плоскости поляризации волны, а по направлению ее распространения частицы не испытывают ускорения. И самое важное - относительное смещение пропорционально расстоянию от центра ( кстати, здесь имеется одно существенное обстоятельство, состоящее в том, что в данном случае речь идет об одновременном коллективном смещении всех частиц ). Все правильно. P.S. Но!

катюша
Сообщения: 862
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#4   катюша »

Совокупность t(ik) образует псевдотензор энергии-импульса гравполя, и, благодаря ПЭ гравполю можно приписать лишь псевдотензор энергии-импульса. Однако Эйнштейн назвал эти величины компонентами энергии-импульса гравполя, сопоставляя их, как в известной степени РАВНОПРАВНЫЕ, с компонентами ТЭИ материи. Но: "Таким образом , мы должны отказаться от придания физического значения самим величинам t(ik) ; другими словами, нельзя провести локализацию энергии и импульса в гравитационном поле общековариантным и физически удовлетворительным способом." ( Паули, ТО, параграф 61 ). Неопределенность, а также псевдотензорный характер величины t(ik) , имеют свои причины, вытекающие из ПЭ! Таким образом, регистрация гравволн, как опытный факт, на самом деле требует теории, которая дружит с ПЭ в большей степени, чем ОТО ( ведь даже по ОТО гравполе в целом обладает вполне определенными энергией, импульсом и моментом ).

катюша
Сообщения: 862
Зарегистрирован: Вс май 12, 2013 20:37

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#5   катюша »

morozov писал(а):
Но тогда зачем городить огород с деформируемым пространством-временем?
Что б не заниматься ерундой в плоском пространстве. Вы будете смеяться, но это выглядит сложнее чем в римановом.
Яснее в фазовом ( эволюционирующая, а не искривленная, метрика пространства-времени ): регистрация гравволн есть опытное выражение неравенства Г>Минковский/Риман. P.S. Вы будете смеяться, но это выглядит проще чем в римановом ( см. мое предыдущее сообщение ).

Z
Сообщения: 472
Зарегистрирован: Пт дек 04, 2009 13:07

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#6   Z »

катюша,
Но: "Таким образом , мы должны отказаться от придания физического значения самим величинам t(ik) ; другими словами, нельзя провести локализацию энергии и импульса в гравитационном поле общековариантным и физически удовлетворительным способом." ( Паули, ТО, параграф 61 ).
Я приводил пример эксперимента:
viewtopic.php?f=26&t=5536#p87051
Там же видно наглядно, что существуют три вещи: есть плотность импульса, есть плотность энергии, и есть тензор натяжений гравитационного поля. Разве нельзя из них собрать тензор энергии-импульса (не псевдотензор)? Что имееется в виду под "локализацией" в приведенной цитате? Что наблюдатели, из областей с разной метрикой, будут иметь разное мнение о значениях физических величин? Или что-то другое?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Вот как все было

Номер сообщения:#7   morozov »

Дэвид Рейтце, исполнительный директор лаборатории LIGO, вчера утром вышел на подиум National Press Building в Вашингтоне и сказал слова, которых ученые ждали очень давно: «Мы обнаружили гравитационные волны». И набитый людьми зал в здании Калтеха в Пасадене, где собрались люди, чтобы посмотреть живую трансляцию, разразился бурными аплодисментами.

Подобные сцены, скорее всего, были разыграны в MIT, в Ливингстоне, в Ханфорде и в Европе, поскольку LIGO является международным проектом ценой в миллиард долларов. И чтобы этот момент свершился, потребовалось сто лет. Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн в своей общей теории относительности в 1915 году, а физики обнаружили их косвенное доказательство в 70-х и 80-х. Но прямое обнаружение оставалось призрачным — до сих пор. И история гравитационных волн, а также того, что они могут нам сказать, только начинается.

Вот как все было. Фиксируем для истории. 14 сентября 2015 года в 5:51 утра детекторы LIGO в Ливингстоне и Ханфорде зарегистрировали сигналы с разницей в миллисекунды. Волны этих сигналов близко соответствовали прогнозируемым (смотри ниже).

Изображение

...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
Rishi
Сообщения: 546
Зарегистрирован: Пн апр 16, 2007 1:06
Откуда: Sankt-Petersburg

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#8   Rishi »

jurij писал(а): В ОТО считается, что тяготеющие массы деформируют пространство-время. Отсюда вопрос, что такое деформация пространства-времени и что происходит с материальными телами, которые расположены в этом пространстве.
да, я всем релятивистам этот же вопрос задаю. Деформировать вещественное тело может другое тело или физическая среда. Если П-В - это физическая среда, то где эксперимент, подтверждающий её наличие (по типу скажем эксперимента М-М) и теория взаимодействия этой третьей материальной субстанции (наряду с веществои и полем) с вещественными телами и полями ??
То есть никакого внятного физического определения П-В нет, а об открытии его ряби уже заявлено :)
Благодаря тому, что это деформация пространства-времени, в направлении движения деформируется все: расстояния между телами, размеры самих тел, расстояния между атомами из которых состоят эти тела, размеры самих атомов… Однако, это не физическая деформация тел, а деформации, обусловленные изменением масштаба метрики.
а как это что-то может деформироваться, а что-то нет?
В любом из вариантов деформируется всё: и расстояние между зеркалами LIGO и волны света между этими зеркалами и тогда никаких изменений в интерференционной картинке не будет.
Такая волна физически не деформирует тела.
Почему же? Возьмите нарисуйте на резиновом бинте две поперечные чёрточки-зеркала и поперечную ЭМ волну между ними, а теперь растягивайте бинт. Видите, расстояние между чёрточками увеличивается, но никакого сдвига волны не происходит, она тоже растягивается вместе с П-В.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 34393
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Вот как все было

Номер сообщения:#9   morozov »

Rishi писал(а):я всем релятивистам этот же вопрос задаю.
Кто такие?
Философы что ль? Вроде их в нашесь стране отродясь не было.
Rishi писал(а):Деформировать вещественное тело может другое тело или физическая среда.
это из Вашего обывательского опыта. В физике Часы и Линейки связаны всегда для вычисления гипотенузы требуется теорема Пифагора. Для вычисления в пространстве-времени пользуются аналогом - интервалом Минковского.
Эйнштейн предложил желающим назвать это эфиром. Называйте.
Не хватает воображения представить это? Хотите наподобие часов из шестеренок или объяснение для бабулек?
Такую модель сотворил Больцман, считается самая лучшая
Хотите изобразить пространство как упругое тело. Это сделал Эйнштейн с помощью тензорного анализа... скажете сложно?
Ну, теория упругости не проще.
а как это что-то может деформироваться, а что-то нет?
Кто сказал, что нет? Вы еще геодезисту расскажите, что он измеряет то, чтого нет. Скорее мозгов у некоторых маловато... но и тут сказать, что их нет нельзя...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Анж
Сообщения: 498
Зарегистрирован: Вт мар 15, 2016 16:43

Re: Коллаборация LIGO, в которую входят российские учёные, объявила о регистрации гравитационных волн

Номер сообщения:#10   Анж »

jurij писал(а): Благодаря тому, что это деформация пространства-времени, в направлении движения деформируется все: расстояния между телами, размеры самих тел, расстояния между атомами из которых состоят эти тела, размеры самих атомов… По крайней мере так утверждает СТО.

Однако, это не физическая деформация тел, а деформации, обусловленные изменением масштаба метрики. Поэтому в телах, включая материальные линейки, не возникает никаких упругих напряжений.
На основании этого утверждения можно выбрасывать всю доЭйнштейновскую физику. Например, в системе Близнеца летящего на Арктур, масштаб вселенной уменьшается в семь раз. Если при сохранении масс Солнца и Меркурия между ними уменьшается расстояние в семь раз, но не возникает никакого гравитационного катаклизма, и даже температура на Меркурии не повышается, то Ньютоновский всеобщий закон всемирного тяготения : "между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению масс этих точек, и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними" совершенно несправедлив. Получается, что от расстояния ничего не зависит. Так же как и для скорости спутника неважна высота. :)

Ответить

Вернуться в «Оффтопик»