La primera parte del artículo está
aquí . Mientras tanto, analizaremos otros mitos sobre los que estos dos tipos no te hablarán:
Aumenta la masa de cuerpos voladores rápidos
Una vez tuve un libro sobre la teoría de la relatividad, publicado en la URSS. Como recuerdo ahora, se dibujó una ilustración allí: un cohete vuela (casi a la velocidad de la luz) y la monstruosa gravedad atrae planetas, estrellas, galaxias hacia sí mismo ... Todo esto surge de esta fórmula:
Donde la gran M es la masa "relativista". Este concepto fue muy popular a principios del siglo XX, pero
luego el propio Einstein lo enterró . En realidad, hasta el factor "ce", este valor coincide con la energía total del cuerpo, por lo que no tiene sentido tener dos cantidades físicas diferentes que difieren solo por el factor (y en el sistema "natural" de unidades, donde c = 1, estas cantidades son generalmente idénticas) . Por defecto, la palabra "masa" significa una
masa en reposo (más correctamente,
masa invariante ).
Sin embargo, los divulgadores de la ciencia leyeron muchos de los primeros trabajos de los físicos, porque querían describir cómo comenzó todo. Así que
desenterraron, la azafata sacó la masa relativista de las páginas de sus libros. Esto, en general, no es tan aterrador, solo es importante entender que esta cantidad no tiene relación con la gravedad. Aquí hay un ejemplo:
En la imagen A, tenemos dos bolas de la misma masa en reposo en relación con el observador. Gracias a la gravedad, en un minuto las bolas se atraen entre sí. Ahora opción B: las bolas vuelan cerca de la velocidad de la luz. Supongamos que el factor 2 de Lorentz (ralentizando el tiempo a la mitad, reduciendo la longitud a la mitad, la "masa relativista" es dos veces mayor que la masa restante). ¿Cuánto tiempo se atraen estas dos bolas?
La tarea se resuelve simplemente. Desde el punto de vista del observador sentado en la pelota, las bolas chocarán de todos modos en un minuto (principio de equivalencia). Pero el tiempo en el sistema de bolas es lento para un observador que las mira desde un lado. Esto significa que esto sucederá
más lentamente y no
más rápido , como mucha gente piensa (porque, dicen, la masa relativista ha aumentado)
Si la estrella se acelera a alta velocidad, puede convertirse en un agujero negro
No Aquí lo único que se puede decir es ver arriba.
Si el cuerpo se calienta, entonces pesa más.
Pero esto es verdad. Aquí vale la pena detenerse en lo que, de hecho, crea la gravedad:
Este es un tensor, una matriz de 4 por 4. ¿De dónde viene el número 4? Tres dimensiones espaciales y una temporal. En la diagonal tenemos: en la esquina superior izquierda está la densidad de energía (para la materia, es simplista pensar en la masa en reposo multiplicada por el cuadrado tse). Luego viene la presión (en tres dimensiones). Las células restantes son importantes para burbujear plasmas con flujos cercanos a la velocidad de la luz. Al calentar el cuerpo, aumentamos la presión dentro de él (por simplicidad, es mejor considerar el gas)
Aquí es apropiado hacer una pregunta interesante. ¡Pero la presión del gas es el movimiento de las moléculas! Es decir, en lugar de un cuerpo con una presión interna, ¿se pueden considerar muchas moléculas en movimiento separadas y la presión es cero? Derecho Además, esto puede hacerse incluso para un "gas" que consiste en estrellas: puede calcular el movimiento de todas las estrellas individualmente, o puede decir que una galaxia contiene "gas" de las estrellas bajo una cierta presión. ¡Y el resultado será el mismo!
Aquí, tal propiedad de GR ayuda mucho: en el sistema de coordenadas, donde el momento total del sistema es cero, podemos reemplazar todo este tensor con solo un cierto valor de masa (es decir, dejar una celda) (si no tenemos en cuenta las pérdidas de radiación de las ondas gravitacionales). Por lo tanto, simplemente podemos decir que un cuerpo calentado es más pesado y no estar interesado en lo que sucede dentro. ¿Sabes a qué me recuerda esto del mundo de TI?
Encapsulación !
¿La luz atrae otros objetos?
Todos saben que la luz es desviada por las estrellas. ¿Pero la luz misma atrae otros objetos? Mucha gente piensa que no, porque "la masa en reposo de un fotón es igual a cero". Volviendo a nuestro tensor, la energía del fotón no es cero, y también tienen impulso y crean presión: ¡casi todas las células son distintas de cero! Un gas de fotones encerrado en una carcasa de espejo ideal creará gravedad.
La luz se atrae entre sí, y de la luz puedes hacer un agujero negro. Dos rayos de linternas dirigidos uno hacia el otro se doblarán, atraídos el uno al otro. Curiosamente, dos rayos que viajan en la misma dirección no interactúan (puedes imaginar esto como un caso extremo del primer ejemplo con bolas). En particular, un rayo de luz no puede "enfocarse" debido a la gravedad.
Pero en general, todo está muy mal.
Si tenemos muchos cuerpos que interactúan, ¿cuál es la masa del sistema? No podemos, como en la mecánica clásica, tomar y sumar las masas. Los observadores sentados en diferentes estrellas tendrán diferentes opiniones sobre la simultaneidad de los eventos, sobre la masa de los diferentes cuerpos, sobre el centro de masa del sistema. Para una serie de casos especiales, los conceptos de masa de Komar (no un insecto, sino un científico con ese nombre), masa ADM, masa Bondi,
se han desarrollado
en detalle aquí . Pero estos son todos casos especiales. En el caso general, no está claro qué masa hay en GR. Por cierto, en el caso general, el concepto de "energía potencial del campo gravitacional" tampoco existe.
PSGracias por los comentarios en la primera parte. Había tantos que no podía responder físicamente a todo. La pregunta a menudo se repitió: aquí estás diciendo algo y por qué deberías creerte, esta es tu palabra contra la nuestra. El propósito de este artículo no es demostrarte nada, sino solo proporcionarte puntos de partida para buscar en Google.