人気の物理学の神話、続き:重力

記事の最初の部分はこちらです。 それまでの間、これらの2人があなたに話さない他の神話を分析します。









高速飛行体の質量が増加します



相対性理論の本を手に入れて、ソ連に戻って出版した。 今思い出したように、そこにイラストが描かれました:ロケットが(光速に近い)飛び、巨大な重力が惑星、星、銀河を自分自身に引き寄せます...







大きなMは「相対論的」質量です。 この概念は20世紀の初めに非常に人気がありましたが、アインシュタイン自身それを埋めました 。 実際、「ce」係数までは、この値は体の総エネルギーと一致するため、係数だけが異なる2つの異なる物理量を持つことは意味がありません(およびc = 1である「自然な」単位系では、これらの量は一般的に同じです) 。 デフォルトでは、「質量」という言葉は静止質量 (より正確には不変質量 )を意味します。



しかし、科学の普及者は、物理学者の初期の作品の多くを読みました-彼らがそれがすべて始まった方法を説明したかったので。 それで彼らはスチュワーデス掘り出し 、彼らの本のページに相対論的なミサを引っ張った。 一般的に、これはそれほど怖いものではありません。この量は重力とは関係がないことを理解することが重要です。 以下に例を示します。







写真Aでは、観測者に対して静止した同じ質量の2つのボールがあります。 重力のおかげで、すぐにボールが互いに引き付けられます。 今オプションB-ボールは光の速度の近くに飛ぶ。 ローレンツ因子2(時間を半分に減速し、長さを半分に減らすと、「相対論的質量」は残りの質量の2倍になります)とします。 これらの2つのボールはどのくらい互いに引き合いますか?



タスクは簡単に解決されます。 ボールに座っている観察者の観点から、ボールはとにかく1分間で衝突します(等価原理)。 しかし、ボールのシステムの時間は、ボールを横から見る観察者にとっては時間がかかります。 これは、多くの人が考えるように、これはより遅く起こり、 速くはないことを意味します(相対論的質量が増加したため)



星が高速に加速されると、ブラックホールになる可能性があります



いや ここで言えることは、上記を参照することだけです。



体が加熱されると、体重が増えます。



しかし、これは事実です。 ここでは、実際に重力を生成するものについて詳しく説明する価値があります。







これはテンソル、4行4列の行列ですが、4はどこから来たのでしょうか? 3つの空間ディメンションと1つの一時ディメンション。 対角線上にあります。左上隅にエネルギー密度があります(問題として、残りの質量にtseの2乗を掛けるのは簡単です)。 次に、圧力が発生します(3次元)。 残りのセルは、光の速度に近いフラックスでプラズマを泡立てるために重要です。 体を加熱することで、体内の圧力を高めます(簡単にするために、ガスを考慮する方が良いです)



ここで興味深い質問をするのが適切です。 しかし、ガス圧は分子の動きです! つまり、内部に圧力を持つ1つの物体の代わりに、多くの別々の移動分子を考慮することができ、圧力はゼロですか? そうだね。 さらに、これは星から成る「ガス」に対しても行うことができます。すべての星の動きを個別に計算したり、銀河に一定の圧力下の星からの「ガス」が含まれていると言うことができます。 結果は同じになります!



ここで、一般相対性理論のそのような特性は本当に役立ちます:システムの総運動量がゼロである座標系では、すべてのこのテンソルを特定の質量値で置き換えることができます(つまり、1つのセルを残す)(重力波の放射損失を考慮しない場合)。 したがって、加熱された身体は重く、内部で何が起こっているかに興味がないと簡単に言うことができます。 これがITの世界を思い出させるものを知っていますか? カプセル化



光は他のオブジェクトを引き付けますか?



誰もが光が星によって偏向されることを知っています。 しかし、光自体は他のオブジェクトを引き付けますか? 「光子の残りの質量はゼロに等しい」ため、多くの人はそうではないと考えています。 テンソルに戻ると、光子のエネルギーはゼロではありません。また、それらは運動量を持ち、圧力を生成します-ほとんどすべてのセルはゼロではありません! 理想的なミラーシェルに囲まれた光子ガスは重力を作り出します。



光は互いに引き寄せられ、光からブラックホールを作ることができます。 互いに向けられた2つの懐中電灯の光線が曲がり、互いに引き付けられます。 興味深いことに、同じ方向に進む2つの光線は相互作用しません(これはボールを使用した最初の例の極端な場合と想像できます)。 特に、光線は重力により「焦点を合わせる」ことができません。







しかし、一般的に、すべてが非常に悪いです



相互作用する物体が多数ある場合、システムの質量はどのくらいですか? 古典力学のように、質量を取り、合計することはできません。 異なる星に座っている観測者は、事象の同時性、異なる身体の質量、システムの質量の中心について異なる意見を持ちます。 いくつかの特殊なケースについて、Komarの質量(昆虫ではなく、その名前の科学者!)、ADM質量、Bondi質量の概念がここで詳細に開発されました 。 しかし、これらはすべて特別なケースです。 一般的な場合、GRの質量は明確ではありません。 ところで、一般的な場合、「重力場のポテンシャルエネルギー」という概念も存在しません。



PS



最初の部分のコメントをありがとう。 私はすべてを物理的に答えることができなかったほどたくさんありました。 質問はしばしば繰り返されました-ここであなたは何かを言っています、そしてあなたがあなたを信じる理由は、これは私たちのものに対するあなたの言葉です。 この記事の目的は、あなたに何かを証明することではなく、グーグルの出発点を提供することです。



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