أساطير الفيزياء الشعبية ، تابع: الجاذبية

الجزء الأول من المقال هنا . في غضون ذلك ، سنقوم بتحليل الخرافات الأخرى التي لن يخبرك هذان الشخصان بها:


تزداد كتلة الأجسام الطائرة السريعة


ذات مرة كان لدي كتاب عن نظرية النسبية ، نُشر مرة أخرى في الاتحاد السوفيتي. كما أتذكر الآن ، تم رسم رسم توضيحي هناك: صاروخ يطير (بسرعة قريبة من الضوء) والجاذبية الوحشية تسحب الكواكب والنجوم والمجرات نحو نفسها ... كل هذا ينمو من هذه الصيغة:



حيث M كبير هو الكتلة "النسبية". كان هذا المفهوم شائعًا للغاية في بداية القرن العشرين ، ولكن بعد ذلك دفنه أينشتاين نفسه . في الواقع ، حتى عامل "ce" ، تتزامن هذه القيمة مع إجمالي طاقة الجسم ، لذلك لا معنى لوجود كميتين ماديتين مختلفتين تختلفان فقط حسب العامل (وفي النظام "الطبيعي" للوحدات ، حيث c = 1 ، تكون هذه الكميات متطابقة بشكل عام) . بشكل افتراضي ، تعني كلمة "الكتلة" كتلة راحة (بشكل أكثر صحة ، كتلة ثابتة ).

ومع ذلك ، يقرئ رواد العلوم العديد من الأعمال المبكرة للفيزيائيين - لأنهم أرادوا وصف كيف بدأ كل شيء. حتى حفروا مضيفة سحبت الكتلة النسبية على صفحات كتبهم. هذا ، بشكل عام ، ليس مخيفًا جدًا ، من المهم فقط أن نفهم أن هذه الكمية لا علاقة لها بالجاذبية. هنا مثال:



في الصورة أ ، لدينا كرتان من نفس الكتلة في راحة نسبة إلى المراقب. بفضل الجاذبية ، في دقيقة واحدة تنجذب الكرات لبعضها البعض. الآن الخيار B - الكرات تطير بالقرب من سرعة الضوء. دع عامل لورنتز 2 (يبطئ الوقت بمقدار النصف ، ويقلل الطول بمقدار النصف ، "الكتلة النسبية" أكبر مرتين من كتلة الراحة). كم من الوقت تجذب هاتان الكرتان بعضهما البعض؟

يتم حل المهمة ببساطة. من وجهة نظر المراقب الذي يجلس على الكرة ، سوف تصطدم الكرات على أي حال في دقيقة واحدة (مبدأ التكافؤ). ولكن الوقت في نظام الكرات بطيء بالنسبة للمراقب الذي ينظر إليهم من الجانب. هذا يعني أن هذا سيحدث ببطء أكبر وليس أسرع ، كما يعتقد الكثير من الناس (لأنهم يقولون إن الكتلة النسبية قد زادت)

إذا تسارع النجم إلى السرعة العالية ، فيمكن أن يصبح ثقبًا أسود


رقم هنا الشيء الوحيد الذي يمكن أن يقال هو انظر أعلاه.

إذا تم تسخين الجسم ، فإنه يزن أكثر.


لكن هذا صحيح. من المفيد هنا أن نتحدث عن ما الذي يخلق الجاذبية في الواقع:



هذا موتر ، مصفوفة 4 × 4. من أين يأتي الرقم 4؟ ثلاثة أبعاد مكانية وأخرى مؤقتة. في القطر الذي لدينا: في الزاوية اليسرى العليا توجد كثافة الطاقة (على سبيل المثال ، من التبسيط التفكير في أوقات الكتلة المربعة tse المربعة). ثم يأتي الضغط (بثلاثة أبعاد). تعتبر الخلايا المتبقية مهمة بالنسبة للبلازما المتدفقة حيث تدفقاتها قريبة من سرعة الضوء. عن طريق تسخين الجسم ، نزيد الضغط داخله (من أجل البساطة ، من الأفضل مراعاة الغاز)

من المناسب هنا طرح سؤال مثير للاهتمام. لكن ضغط الغاز هو حركة الجزيئات! أي أنه بدلاً من جسم واحد بضغط داخله ، يمكن للمرء أن يفكر في جزيئات متحركة منفصلة ، والضغط صفري؟ صحيح علاوة على ذلك ، يمكن القيام بذلك حتى بالنسبة لـ "غاز" يتكون من نجوم - يمكنك حساب حركة كل النجوم بشكل فردي ، أو يمكنك القول أن المجرة تحتوي على "غاز" من نجوم تحت ضغط معين. وستكون النتيجة هي نفسها!

هنا ، تساعد خاصية GR هذه كثيرًا: في نظام الإحداثيات ، حيث يكون الزخم الكلي للنظام صفرًا ، يمكننا استبدال كل هذا الموتر بقيمة كتلة معينة فقط (أي ، ترك خلية واحدة) (إذا لم نأخذ في الاعتبار الخسائر الإشعاعية لموجات الجاذبية). وبالتالي ، يمكننا ببساطة أن نقول إن الجسم الساخن أثقل ولا يهتم بما يجري في الداخل. هل تعرف ما الذي يذكرني به هذا من عالم تكنولوجيا المعلومات؟ التغليف !

هل يجذب الضوء أشياء أخرى؟


يعلم الجميع أن الضوء ينحرف بواسطة النجوم. لكن هل الضوء نفسه يجذب أشياء أخرى؟ يعتقد الكثير من الناس أن الأمر ليس كذلك ، لأن "الكتلة الباقية للفوتون تساوي الصفر". بالعودة إلى الموتر لدينا ، فإن طاقة الفوتون ليست صفراً ، كما أنها تتمتع بزخم وخلق ضغط - كل الخلايا تقريبًا غير صفرية! غاز الفوتون المحاط بقذيفة مرآة مثالية سيخلق الجاذبية.

ينجذب الضوء إلى بعضنا البعض ، ومن الضوء يمكنك عمل ثقب أسود. سوف ينحني شعاعان من المصابيح الكاشفة الموجهة نحو بعضهما البعض ، وجذبت إلى بعضها البعض. ومن المثير للاهتمام ، أن تفاعلين من الأشعة في نفس الاتجاه لا يتفاعلان (يمكنك أن تتخيل ذلك كحالة قصوى في المثال الأول مع الكرات). على وجه الخصوص ، شعاع الضوء لا يمكن أن "يركز نفسه" بسبب الجاذبية.



ولكن بشكل عام ، كل شيء سيء للغاية


إذا كان لدينا العديد من الهيئات المتفاعلة ، فما هي كتلة النظام؟ لا يمكننا ، كما في الميكانيكا الكلاسيكية ، أن نأخذ ونلخص الجماهير. سيكون للمراقبين الذين يجلسون على نجوم مختلفة آراء مختلفة حول تزامن الأحداث ، حول كتلة الهيئات المختلفة ، حول مركز كتلة النظام. بالنسبة لعدد من الحالات الخاصة ، تم تطوير مفاهيم كتلة كومار (ليست حشرة ، ولكن عالمة تحمل هذا الاسم!) ، وكتلة ADM ، وكتلة بوندي - بالتفصيل هنا . ولكن هذه كلها حالات خاصة. في الحالة العامة ، ليس من الواضح ما هي الكتلة في الموارد الوراثية. بالمناسبة ، في الحالة العامة ، مفهوم "الطاقة الكامنة في مجال الجاذبية" غير موجود أيضًا.

PS

شكرا للتعليقات على الجزء الأول. كان هناك الكثير لدرجة أنني لم أستطع الإجابة جسديًا على كل شيء. غالبًا ما تكرر السؤال - هنا تقول شيئًا ، ولماذا يجب أن تصدقك ، هذه هي كلمتك ضدنا. ليس الغرض من هذا المقال هو إثبات أي شيء لك ، ولكن فقط لتزويدك بنقاط انطلاق لـ googling.

Source: https://habr.com/ru/post/ar442810/


All Articles