Vita
bevezetés a fajta egy szervezetlen szakasz
a régi időkben.
nem fogom meghatározni az időt, a teret, a helyet és a mozgást, mivel mindenki számára jól ismert.
Isaac Newton, 1689
Üdvözöljük egy másik paradigmaváltásban.
a tér megmondja, hogyan kell mozogni. Az anyag megmondja a térnek, hogyan kell görbülni.,
John Archibald Wheeler, 1973 (fizetett link)
az egyenértékűség elve…
- a gravitációs mező hiánya (valódi súlytalanság) megkülönböztethetetlen a gravitációs mező szabad esésgyorsulásától (látszólagos súlytalanság).
- a gravitációs mező (látszólagos súly) hiányában a gyorsított mozgás megkülönböztethetetlen a nem gyorsított mozgástól gravitációs mező jelenlétében (valódi súly). A gravitáció helyi hatásai ugyanazok, mint a gyorsuló referenciakeretben lévők.,
alapvetően …
- Tömegenergia görbék tér-idő-egy új változata Hooke törvény.
- objektumok nyom ki a világ vonalak, amelyek geodéziai (utak legkisebb akció görbe tér-idő), kivéve, ha járt el a nettó külső erő-egy új változata a tehetetlenség törvénye.
a gravitáció nem erő, hanem a téridő görbülete, amelyet a tömegenergia jelenléte okoz.,
where…
| Rμν = | Ricci tensor curvature |
| R = | Ricci scalar curvature |
| gμν = | metric tensor |
| Tμν = | stress-energy tensor |
| c = | speed of light in a vacuum |
| G = | universal gravitational constant |
| π = | the famous constant from geometry |
That’s right, I used the plural form — equations., Ami úgy néz ki, mint egy egyenlet valójában egy sor tíz kapcsolt nemlineáris parciális differenciálegyenletek. Fordított melléknév érdekében, ezek az egyenletek differenciális mert ők foglalkoznak az árak a változás (az árak eltérő), részleges, mert több mindentől függ (több rész), nemlineáris, mert a művelet ismételt (a változás mértéke a változás mértéke), valamint a párosított, mert nem oldható meg külön-külön (minden egyenlet van legalább egy funkciót talált egy másik).
- a nyilvánvaló kijelentése: ezeknek az egyenleteknek a megoldása nehéznek bizonyul.,
- a félelmetes kijelentése: ezeket az egyenleteket egyszerűbb egyenletekre lehet bontani azok, akik sok készséggel rendelkeznek. Ezen egyszerűbb egyenletek egy része megfelel a könyv szintjének, ami azt jelenti, hogy megtanulhatja, hogyan kell Általános relativitást csinálni. Ezek származnak minimális vagy nincs bizonyíték, azonban.
kozmológiai állandó
A téridő több, mint egy értékkészlet az események azonosítására. Tér-idő egy dolog magának. A kozmológiai állandó egy olyan mennyiség, amelyet az Általános relativitásban használnak a téridő bizonyos tulajdonságainak leírására. Elmondom, hogy megy ez.,
talán a gravitáció a téridő görbülete, amelyet a benne lévő dolgok tömegenergiája okoz, plusz maga a tér energiája.,>
| 8nG | Tµ |
| c4 |
görbület
a tér-idő
a tér-idő maga
Vagy lehet, hogy a gravitáció a görbület a tér-idő által okozott tömeg-energia tetején a görbület a tér-idő maga.,td> Rµv − ½Rgµv
| 8nG | Tµv |
| c4 |
a tér-idő
a tér-idő maga
a stressz
Einstein furcsa választás a jele lehet, hogy több értelme van, ha faktor a metrikus tenzor a bal oldalon az egyenletből., A kozmológiai állandót úgy találták ki, hogy visszatartsa a gravitációt, hogy egy statikus univerzum ne essen össze. (Ez az érvelési vonal egyébként hibásnak bizonyul, de ez egy hiba, amely végül kifizetődik.)
| Rµv − (½R − Λ)gµv = | 8NG | Tµv |
| c4 |
Einstein feltételezte, hogy az univerzum statikus és változatlan. Úgy gondolta, hogy ez igaz, mert akkoriban a csillagászok ezt hitték, amikor a távcsövekbe néztek., A statikus univerzum instabil lenne, ha a gravitáció csak vonzó lenne. Minden anyag minden máshoz vonzódna, és bármilyen kis egyensúlytalanság az elosztásban arra kényszerítené az egészet, hogy végül magára kössön. Einstein hozzáadta a kozmológiai állandót egyenleteihez (technikailag kivonta a skaláris görbületből), hogy visszatartsa a gravitációt, hogy egyenletei megoldást találjanak, amely egyetért a statikus modellel.
írjon többet.
A sötét energia teljesen simán terjed az univerzumban.,
szervezetlen gondolatok
- zárt (és nyitott) pályák precessziója
- 1859-ben Urbain Le Verrier (1811-1877) Franciaország, A Párizsi Obszervatórium igazgatója közzétette észrevételeit a Merkúr pályájának anomáliájáról. A Merkúr perihélionjának (a Naphoz legközelebb eső pont) precessziója évszázadonként 574 másodperc íves volt. Arra gondolva, hogy ez a többi bolygó hatásának köszönhető, kiszámította a precessziós sebességet Newton törvényeivel 531 másodperc / század, így 43 másodperc hiányzik. Meg tudod mondani, hogy “apró”.,
- a fény gravitációs hajlítása
- Arthur Eddington (1882-1944) Anglia 1919-ben megerősítette. Az általános relativitás Newton univerzális gravitáció elméletét helyettesíti, mint a gravitáció legteljesebb elméletét. Newton és Eddington angolok voltak. Einstein német volt. 1919 volt az első év az első világháború után. a németellenes hangulat még mindig magas volt Európában. Eddington Einstein elméletének megerősítése azt mutatta, hogy a tudomány a kultúra és a politika felett áll. Einstein híresség lett.,
- Einstein cross
- gravitációs lencse
- távoli objektumok nagyítása
- gravitációs szonda a (1976)
- repüljön egy atomi hidrogénmaszkot egy 10 000 km magasságú felderítő rakétára. A maser olyan, mint egy lézer a mikrohullámokhoz. Pontos frekvenciájú mikrohullámokat termel. Az intézkedés a doppler-effektus miatt a gravitáció, illetve a mozgás, illetve összehasonlítani becsült érték (error = 70 ppm = 0.007%)
- Gravity Probe B (2004-2005)
- Tesztelték feketelyuk.
a tér soha nem tett semmit a newtoni mechanikában., Az űr éppen ott volt. Einstein relativitáselméletében a tér és az idő egy dologgá vált — olyan dologgá, ami olyan dolgokat tehet, mint a tágulás, a szerződés, a nyírás és a görbület (vagy kanyar vagy görbe).
az univerzum fejlődése
a Friedmann-egyenlet (1923). A kozmológia standard modellje. Egyetlen rendes differenciálegyenlet, amely Einstein tíz kapcsolt nemlineáris parciális differenciálegyenletéből származik.,e universe (+1 closed, 0 flat, −1 open)
Hubble constant, Hubble parameter, expansion rate
| H = | da/dt |
| a |
The Friedmann equation again.,”2″>⎛
⎜
⎝
⎟
⎠
⎜
⎝
⎟
⎠
| H2 = | 8πGρ | + | Λc2 | − | kc2 |
| 3 | 3 | a2 |
Critical density.,
| ρc = | 3H2 |
| 8πG |
Density parameter.
| Ω = | ρ |
| ρc |
Big bang. Georges Lemaître.
2nd Friedmann equation.,
| 1 | d2a | = − | 4πG | ⎛ ⎜ ⎝ |
ρ + | 3p | ⎞ ⎟ ⎠ |
+ | Λc2 | ||
| a | dt2 | 3 | c2 | 3 |
time dilation
Time runs slower for a moving object than a stationary one.,>
A nagyobb a sebessége a mozgó megfigyelő, minél közelebb az arány v2/c2, hogy egy, a közelebb a nevező √(1 − v2/c2), hogy nulla, a több, az idő kitágul, nyúlik, felnagyítja, vagy kitágul., A helyhez kötött megfigyelő szempontjából a fénysebességgel mozgó referenciakeret minden eseménye végtelen időt vesz igénybe. Semmilyen esemény nem fordulhat elő. Semmi sem történhet. Az idő megszűnik.
Az idő is lassabban fut egy gravitációs mezőben. Ez Einstein általános relativitáselméletének következménye, amelyet gravitációs idő tágulásnak neveznek., Így működik…
| t’ = | t |
| √(1 − 2VG/c2) |
ahol a Vg a gravitációs potenciál kapcsolódó gravitációs mező egy bizonyos helyen.,
Ez az egyenlet azt mondja, hogy minél közelebb van egy esemény, hogy egy gravitáló test, annál lassabban telik az idő; minél nagyobb az a tömeg, a gravitáló test, annál lassabban telik az idő; az erősebb, a gravitáció, a lassabban telik az idő.,
kis magasságváltozások esetén, ahol a gravitációs mező ésszerűen állandó, ez a közelítés jól működik.
| t’ ≈ | t |
| √(1 − 2g∆h/c2) |
és ez még közelítőbb közelítés elég jó én is.,a kissé magasabban
- Órák gépek kísérlet
Előrejelzés Absztrakt: Közben október 1971, négy cézium sugár atomic órák voltak repült a menetrendszerű kereskedelmi repülőgép járatok körül a világot, kétszer is, egyszer keletre, majd egyszer nyugat felé, hogy a teszt Einstein relativitáselmélete makroszkopikus órák., A tényleges repülési útvonalakat minden út, az elmélet azt jósolja, hogy a repülő órák, összehasonlítva a referencia-órák a US Naval Observatory, kellett volna elveszett 40 ± 23 ns alatt a keleti utat, meg kell szerzett 275 ± 21 ns alatt, a nyugati útra. Eredmények Abstract: négy cézium sugáróra repült szerte a világon a kereskedelmi jet járatok során október 1971, egyszer kelet felé, egyszer nyugat felé, rögzített directionally függő idő különbségek, amelyek jó egyetértésben előrejelzések a hagyományos relativitáselmélet. Az Egyesült Államok atomidőszak-skálájához viszonyítva., Naval Observatory, a repülő órák elveszett 59 ± 10 ns alatt a keleti utazás szerzett 273 ± 7 ns alatt, a nyugati utazás, ahol a hibák a megfelelő szórás. Ezek az eredmények egyértelmű empirikus felbontást biztosítanak a híres “paradoxon” órának makroszkopikus órákkal. - egy órát, hogy emelték 33 cm-egyharmada egy méter, egy kicsit magasabb, mint egy amerikai láb, körülbelül két lépésre egy tipikus lépcsőház. Előre jelzett frakcionált változás 3,6 × 10-17. Mért frakcionált változás (4,1 ± 1,6) × 10-17., Körülbelül egymilliárd évbe telne, amíg ez a különbség egy másodpercre felhalmozódik.,td>Vg
f0 c2 Δf ≈ ΔVg f0 c2 f ≈ 1 − Gm f0 c2r f ≈ 1 − g∆h f0 c2 - 1959 Harvard Tower Experiment., Pound, Rebka és Snyder. Jefferson Fizikai Laboratórium, Harvard. Megerősítették egy liftben végzett kísérletben(?) a Harvard Egyetemen tanult Robert Pound (1919-2010) és Glen Rebka (1931-2015) 1959-ben. A tengely tetején gamma-sugarak forrását, alul pedig egy detektort helyeztek el. A forrás pontos frekvenciájú gammasugarakat hozott létre, és az érzékelőt úgy tervezték, hogy csak az adott frekvenciájú gammasugarakat érzékelje. A tengely “leesése” során a gamma-sugarak kékre váltottak magasabb frekvenciára. Pound és Rebka egy vibráló hangszóróra helyezte a forrást., Amikor a hangszóró a megfelelő sebességgel haladt felfelé, a gravitációs kék eltolódást a motional red shift törölte, és a detektor észlelte a gamma-sugarakat. Mozgás bármilyen más sebességgel, és megjegyezve észlelhető. Mérje meg a forrás sebességét, a helyi gravitációs mezőt, a detektor magasságát az emitter felett, és a fény sebességét; tegyen számokat egyenletbe; ellenőrizze, hogy mindkét oldal egyenlő-e a kísérleti hiba határain belül (~10%, font és Snider ezt ~1% – ra csökkentette 1964-ben).
- 1976. Smithsonian Asztrofizikai Obszervatórium., Az első ilyen kísérlet a National Aeronautics and Space Administration / Smithsonian Astrophysical Observatory (NASA-SAO) rakéta Redshift kísérlet volt, amelyre 1976 júniusában került sor. A hidrogén-maser órát egy rakétán körülbelül 10 000 km magasságra repülték, frekvenciája pedig hasonló a földön lévő órához képest. Ebben a magasságban az órának 1010-ben 4,5 résznél gyorsabban kell futnia, mint a Földön., Két óra alatt a szabadesés a maximális magassága, a rakéta továbbított időzítés impulzusok egy maser oszcillátor, amely működött, mint egy óra, amelyet összehasonlítottak egy hasonló órát a földön. Ez az eredmény megerősítette a gravitációs idő tágulási kapcsolatát 0,01% – on belül.
event horizon
bármi is teszi a 2Gm/rc2 megközelítést, a Dominator √(1 − 2gm / rc2) megközelítését nullává teszi, és az esemény idejét a végtelenig nyúlik., Ez akkor fordul elő, ha egy esemény megközelíti a gravitáló test következő távolságát…
rs = 2gm c2 Schwarzschild sugár néven ismert., Egy másik módja annak, hogy írjon az egyenlet a gravitációs időtorzító a jelen szám…
t’ = t √(1 − r/r) A Schwarzschild-sugár osztja tér-idő a két régió elválasztva egy esemény horizonton. A föld horizontja a Föld felszínét két régióra osztja-az egyik látható,a másik pedig nem., Az eseményhorizont két régióra osztja fel a téridőt-egy olyan külső térre, ahol az információ bármely irányba áramlik, és egy olyan belső térre, ahol az információ áramlik, de nem kifelé. A földön egy horizont kapcsolódik egy megfigyelőhöz. A tér-időben az eseményhorizont a szélsőséges gravitáció forrásához kapcsolódik.,> rs
t’ = bi t belső az idő matematikailag képzeletbeli idő lesz a tér -, mint a tér lesz az idő-mint (bi egy képzelt szám, amely egy igazi együttható b szorozva a képzetes egység, ahol i2 = -1) r = 0 t’ = 0 szingularitás az idő nem jelent semmit, minden esemény egyidejűleg történik, új fizika van szükség a Legtöbb tárgyat nem egy esemény horizonton., Ez egy olyan távolság, amely nem létezhet. Minden tárgy, amellyel mindennapi életünkben találkozunk, és az univerzum legtöbb tárgya lényegesen nagyobb, mint a Schwarzschild sugara. Nem tudsz olyan közel kerülni a földhöz, hogy az idő megállna. A Schwarzschild sugara 9 mm, míg a tényleges sugara 6400 km. Nem hiszem, hogy meg tudná állítani az időt alagútban le a föld mag. A földön belüli gravitáció nullára csökken a közepén. Nem vagy közelebb a Föld középpontjához, hanem benne vagy., Amikor a Föld felszínén vagy, mint most, a gravitáció összességében egy utat húz le. Ha el tudna menni a Föld középpontjába, a gravitáció minden irányba kifelé húzna, ami ugyanaz, mint a nincs irány. A gravitáció, ami nem húz semmilyen irányba, nem lehet erős.
próbáljunk ki egy nagyobb tárgyat nagyobb gravitációval-a napot. A nap Schwarzschild sugara 3 km, de tényleges sugara 700 000 km. Ez nem sokkal jobb. Próbálja ki a legnehezebb csillag ismert-RMC 136A1. 315-ször masszívabb, de csak 30-szor nagyobb., Schwarzschild sugara 930 km, ami még mindig sokkal kisebb, mint a sugara.
a probléma (ami valójában nem jelent problémát) az, hogy a körülöttünk lévő összes tárgy és az égitestek többsége, mint például a bolygók, holdak, aszteroidák, üstökösök, ködök és csillagok, nem lehet elég kicsi. A nap egy nap meghal, és magja több milliárd év alatt a Föld méretére zsugorodik, de itt fog véget érni. Lehet, hogy a földet a haldokló napból származó gáz kiszabadításával fújják a kovácsműhelyekbe, de soha nem fogják szimmetrikusan összetörni egy golyóscsapágyba., Lényegében nincs mód arra, hogy a nap sugara 3 km-re vagy a föld 9 mm-re legyen. RMC 136A1 azonban más történet.
A csillagok az izzó plazma miasmái, ahogy a dal megy. Belülről melegítik őket, amikor a könnyű elemeket nehezebb elemekké egyesítik. Ez a hő bizonyos értelemben felfújja őket. Amikor elszívják az üzemanyagukat, elveszítik a hőt, és elkezdenek zsugorodni. A Naphoz hasonló csillagok esetében a hidrogén héliummá olvad a magban, ahol a nyomás elég magas., Amikor az összes mag héliummá alakul, a csillag elveszíti a szükséges energiát, hogy folyamatosan pumpálja, és elkezd zsugorodni.
a nap addig zsugorodik, amíg az atomok közötti terek olyan kicsiek,amennyire csak tudnak. Egy ilyen csillagot fehér törpének neveznek. Képzelje el, hogy a nap a Föld méretére zsugorodott. Még mindig 1000 – szer vagy 3 nagyságrenddel túl nagyok vagyunk ahhoz, hogy egy eseményhorizont kialakuljon.
a zsugorodás folyamatában a nap külső rétegeinek jó részét is leadja. Ez egy ködös izzólámpa-felhőt hoz létre, amely körülveszi a fehér törpe magot, amelyet planetáris ködnek neveznek., Ez egy szerencsétlen kifejezés, mivel semmi köze sincs közvetlenül a bolygóképzéshez.
a nagyobb csillagoknak bonyolultabb életmódjuk van. Némelyikük folytathatja a nukleáris energia kinyerését három héliummag összeolvasztásával, hogy egy szénmagot képezzen. Néhányan további héliummagokat kötnek erre a szénre, hogy oxigént, neont, magnéziumot, szilíciumot, ként, argont képezzenek, stb. Az ilyen csillagok kétféleképpen halhatnak meg. Mindkettő magában foglalja a mag összeomlását, valamint a külső rétegek elszivárgását., Az ilyen haldokló csillagot szupernóvának nevezik, és ez egy olyan folyamat, amely sokkal gyorsabban történik, mint a Naphoz hasonló csillagok halála — órákban, nem pedig évezredek alatt. A maradék mag fehér törpét képezhet, ha a felszíni anyag túl nagy részét kilökték, de a valószínűbb eredmény egy neutroncsillag vagy egy fekete lyuk.
a neutroncsillag olyan maradék csillagmag, amelynek tömege elegendő ahhoz, hogy gravitációs mezője elég erős legyen az elektron degeneratív nyomásának leküzdésére-az elektronok közötti taszító elektrosztatikus erő kvantummechanikai egyenértékére., Ez szétzúzza a keringő elektronokat a magba, ahol protonokkal csatlakoznak, hogy neutronokat képezzenek. Egy ilyen csillag valójában egy hatalmas neutrongolyó. Képzeljünk el egy csillagmagot, amely 2 vagy 3-szor akkora, mint egy város, mondjuk 10 km sugarú körben. A 3 naptömegű objektum Schwarzschild sugara 9 km. Mindjárt ott vagyunk.,
amikor néhány igazán nagy csillag összeomlik, maradék magjaik elegendő tömeget tartalmaznak, hogy a gravitáció végül legyőzze a neutron degenerációs nyomást — az erős nukleáris erő aspektusát, amely a neutronokat és protonokat tiszteletre méltó távolságra tartja egymástól. Most már nincs mit tenni a gravitáció ellen, és a mag zéró sugarú körben és térfogatban szétzúzza magát. Nem csak nagyon kicsi, de tényleges matematikai nulla. Egy ilyen tárgyat fekete lyuknak neveznek, mert semmi, még a fény sem képes elkerülni a gravitációs tartását.
vissza az RMC 136A1-hez?,
emlékezzünk arra, hogy a könyvnek a gravitációs potenciális energiával foglalkozó részében így származtatták a Schwarzschild sugarat — mint egy hatalmas kompakt objektumtól való távolságot, ahol a menekülési sebesség megegyezik a fény sebességével. Ehhez csak egy másik funkciót adtunk hozzá. Ez az a hely, ahol az idő megáll.,
gravitációs hullámok
- bináris pulzárok között spirális egy másik
- közvetett bizonyíték
- Joseph Taylor pedig Russell Hulse
- felfüggesztett alumínium henger
- hamis pozitív
- felfedezte az igazi 2015-ben, jelentette, 2016-ban
- interferométer
- LIGO (Laser Interferométer Gravitációs Hullám Observatory), Advanced LIGO
A Lézer Interferométer Gravitációs-Wave Observatory (LIGO) egy létesítmény szentelt a felismerés kozmikus gravitációs hullámok a hasznosítása ezek a hullámok a tudományos kutatás., Ez áll a két körben külön létesítmények belül az Egyesült Államok — egy Hanford Washington, a másik a Livingston, Louisiana — működtetett egyszerre mint egy csillagvizsgáló - Szűz, Speciális Szűz
A Virgo-érzékelő a gravitációs hullámok főleg a Michelson lézer interferométer készült két ortogonális karját, hogy minden 3 kilométer hosszú. Az egyes karok végtagjain elhelyezkedő tükrök közötti többszörös visszaverődés az egyes karok tényleges optikai hosszát akár 120 kilométerre is meghosszabbítja., A Virgo az EGO, az Európai gravitációs Obszervatórium területén található, Cascinában, Pisa közelében, az Arno-síkságon. A Virgo frekvenciatartománya 10-6000 Hz. Ennek a tartománynak, valamint a nagy érzékenységnek lehetővé kell tennie a szupernóvák által termelt gravitációs sugárzás kimutatását, valamint a bináris rendszerek összeolvadását a Tejútrendszerben és a külső galaxisokban, például a Virgo klaszterből., - LISA (Laser Interferometer Space Antenna) javasolt indítás dátuma 2018~2020
LISA három azonos űrhajóból áll, amelyek pozíciói egy egyenlő oldalú háromszög csúcsait ötmillió km-re jelzik egy oldalon, a Nap körüli pályán. LISA lehet gondolni, mint egy hatalmas Michelson interferométer az űrben. Az űrhajó szétválasztása meghatározza a LISA által megfigyelt GW frekvenciák tartományát (0, 03 milliHertz-től 0, 1 Hertz felett). A LISA háromszög középpontja földszerű pályát követ az ekliptikus síkban, egy csillagászati egységet a naptól, de 20 fokkal a Föld mögött., A háromszög síkja 60 fokban hajlik az ekliptikához. A három űrhajó természetes szabadesés körüli pályái a Nap körül fenntartják ezt a háromszög alakú képződést, a háromszög évente egyszer forog a középpontja körül.
- LIGO (Laser Interferométer Gravitációs Hullám Observatory), Advanced LIGO
Vélemény, hozzászólás?