Gravitasi tidak modis

Ada banyak artikel sains populer dan buku-buku tentang gravitasi, yang berbicara tentang kelengkungan ruang-waktu dan memberikan gambar dengan lembaran yang ditekan (trampolin, mat). Mari kita memecahkan urutan ini bersama-sama! Di bawah potongan Anda akan menemukan diri Anda deskripsi gravitasi yang cukup standar tetapi tidak modis.

Kaisar Sarlac Grant Scenticus III sangat menyukai geometri. Dan cintanya begitu kuat sehingga suatu hari ia memutuskan untuk melakukan penistaan ​​- untuk mengujinya secara eksperimental. Ini adalah hal yang tidak pernah terdengar: apakah ini lelucon, bagaimana bisa geometri, gagasan sempurna dari logika murni, menjadi kotor dengan beberapa eksperimen biasa? Geometer besar Haffleath sendiri datang untuk melihat ini.

Di pagi hari, Grant mengirim dua pesawat luncur terbaik ke arah yang berbeda, dengan tegas menyuruh mereka terbang tepat seratus kilometer (sebenarnya, jaraknya sama dengan seratus tiga puluh kerangka, tetapi ini hampir tidak berbeda dari seratus kilometer) tanpa berbelok ke mana pun, ketat dalam garis lurus, menggabungkan cat dari tangki yang melekat pada glider di sepanjang jalan.

Seperti yang mungkin sudah Anda pahami, dengan cara ini ia ingin memverifikasi teorema pada penjumlahan sudut segitiga. Titik keberangkatan kedua pesawat layang dan tujuan mereka adalah menjadi simpul dari segitiga ini.

Tanpa menyeret keluar cerita, kita langsung beralih ke klimaks: jumlah sudut ternyata lebih dari 180 derajat.

***

Harus ada deskripsi yang sangat artistik dan panjang tentang guncangan umum.

***

Halfclit sangat terkejut dengan hasil percobaan itu sehingga ia memutuskan untuk melihat segitiga kesedihan dengan matanya sendiri dan melewati kursus penerbangan yang dipercepat pada glider. Mari kita lihat gambar apa yang dilihatnya, yang diberikan kepada kita melalui satelit pengamatan, diluncurkan ke orbit Sarlak oleh peradaban Ptaagh, yang gagasannya tentang apa yang seharusnya menjadi citra satelit agak berbeda dari kita.

"Selebaran sialan!" - seru Halfclit, "mereka bahkan tidak tahan dengan jalannya!" Namun, pada pertemuan yang diadakan di Grant's Palace pada kesempatan pembukaan Hefclit, "selebaran sialan" menyatakan bahwa mereka tidak menyimpang dari kursus, dan bahkan menunjukkan kaset yang ditulis dengan instrumen, yang membuatnya jelas bahwa mereka tidak berbalik. Dan kemudian filsuf Niu-Tan memberikan suara.

"Jelas," katanya, "bahwa baik selebaran dan geometri baik-baik saja." Saya berasumsi bahwa garis penerbangan melengkung karena fakta bahwa beberapa kekuatan yang tidak diketahui bekerja pada glider, menariknya ke tengah segitiga.

Dengan demikian, kehormatan geometri diselamatkan dan kekuatan baru ditemukan. Dan dalam pikiran Grant, banyak ide percobaan baru lahir.

Mungkin di sinilah kita bisa menyelesaikan cerita. Tapi, mari kita lihat satu lagi gambar dari satelit Ptaagh:

Lihat? Apakah kamu melihatnya? Ya, Anda dapat menebaknya, tidak ada penduduk Sarlak yang tahu bahwa mereka hidup di permukaan bola (dan, sangat kecil). Dan kelengkungan garis-garis itu hanya dijelaskan oleh fakta bahwa permukaan itu sendiri tempat mereka digambar adalah sebuah kurva. Namun, jika Anda tidak tahu tentang kelengkungan, maka penjelasan terbaik yang mungkin (dengan pengecualian ilusi optik dan kurangnya pengalaman selebaran) adalah adanya kekuatan tertentu yang menekuk lintasan luncur glider (dan yang lainnya). Perhatikan bahwa gaya ini akan memengaruhi semua benda. Selain itu, ia akan bertindak sama pada semua badan ini .

Ya, kita memiliki satu kekuatan yang terlihat. Ia bertindak atas segalanya, mustahil untuk bersembunyi darinya, dan pengaruhnya terhadap semua tubuh (yaitu, akselerasi yang diberikannya pada tubuh) adalah sama. Seperti yang diceritakan judul publikasi itu secara intrinsik, tentu saja gravitasi. Untungnya, kita menyadari bahwa gravitasi hanyalah manifestasi dari fakta bahwa ruang melengkung. Albert Einstein, seorang karyawan sederhana dari kantor paten di Swiss dan salah satu ilmuwan terbesar umat manusia, membantu kami untuk menyadari hal ini (tidak diragukan lagi, filsuf muda dan berbakat Han-Shten juga akan menjelaskan kekuatan yang diciptakan oleh Niu-Tan melalui kelengkungan di Sarlak).
Mari kita secara visual melihat kelengkungan ini pada contoh kerikil yang terbang di dekat planet kerdil (terima kasih Ptaagh):

Ptaagh dengan senang hati mencatat posisi awal batu-batu itu dan menentukan rute mereka. Bengkok. Selain rata-rata, yang langsung. Sesuatu yang salah.

Albert yang bijak juga memahami bahwa ruang dan waktu tidak dapat dipisahkan. Hanya ada satu ruang-waktu. Dan tidak hanya ruang yang melengkung, tetapi juga waktu. "Tapi!" Anda berkata, pembaca, "bagaimana waktu bisa bengkok?" Kami tidak akan menggali ke alam liar dan hanya mengatakan satu hal. Kelengkungan waktu diamati oleh kita sebagai akselerasi . Dalam interval waktu yang sama, batu-batu kami akan menempuh jarak yang semakin jauh. Kami kembali ke satelit Ptaagh:

Di sini rute tidak digambarkan secara terus menerus, tetapi dalam bentuk segmen yang terpisah, penerbangan masing-masing membutuhkan waktu yang sama. Albert benar!

Namun, kami menyadari kasus lain di mana tubuh bergerak relatif terhadap kami dengan percepatan yang sama. Ini terjadi jika kita sendiri bergerak cepat. Dari sudut pandang kami, segala sesuatu di sekitar akan bergerak dengan akselerasi yang sama (dengan demikian, dengan mana kami bergerak, tetapi diarahkan ke arah yang berlawanan). Kesamaan ini dicatat oleh Einstein dan menamakan prinsip kesetaraan . Bagaimana membedakan kelengkungan ruang-waktu yang sebenarnya dari yang kelihatan yang disebabkan oleh gerakan kita yang dipercepat?

Ptaagh menempatkan empat batu di simpul belah ketupat di dekat permukaan planet, melepaskannya dan mengambil dua gambar dalam satu bingkai pada titik waktu yang berbeda (stroboscopy):

Belah ketupat meluas ke arah "gaya gravitasi" dan berkontraksi dalam garis melintang. Ini disebabkan oleh fakta bahwa percepatan diarahkan tidak sejajar satu sama lain, tetapi menuju pusat planet. Dan akselerasi meningkat saat kita mendekati planet ini. Sebagai akibatnya, tubuh yang lebih dekat dengan planet bergerak lebih cepat, dan tubuh di sisi bertemu ke tengah.

Efek seperti itu, meregangkan tubuh ke arah gravitasi dan mengompres dalam garis melintang, disebut gaya pasang surut . Ini adalah kekuatan pasang surut yang merupakan manifestasi nyata dari gravitasi.

: , , . . , «»

Ketika gravitasi benda atau sistem benda berubah dengan cepat (seperti, misalnya, ketika dua lubang hitam berputar di sekitar pusat bersama), "gambar" kelengkungan ruang-waktu tidak punya waktu untuk memuluskan ketika yang baru sudah terbentuk. Dalam ruang-waktu ada "riak". Riak ini kita sebut gelombang gravitasi. Pengaruh gelombang gravitasi memanifestasikan dirinya dalam bentuk ketegangan periodik dan kompresi ruang-waktu dalam dua arah yang saling melintang, yaitu, dalam bentuk gaya pasang surut. Pada saat yang sama, dua polarisasi berbeda dari gelombang gravitasi dipisahkan: (+) dan (×).

Ini adalah bagaimana (+) -

 

HS terpolarisasi muncul: Dan - (×) -polarisasi: Kotak

 

biru di sini mewakili ruang.

Sekarang mari kita berpikir: bisakah kita “merasakan” gelombang-gelombang ini? Jawabannya adalah ya, kita bisa.

Bayangkan sebuah bola besi. Ketika ruang di mana ia berada mulai menyusut dan meregang, atom-atom yang terdiri darinya mulai menyatu dalam satu arah dan bergerak menjauh di yang lain. Namun, kekuatan di antara mereka mencegah mereka bergerak sebebas yang seharusnya. Sebagai akibatnya, deformasi bola agak tertinggal di belakang deformasi ruang-waktu. Mengenai ruang-waktu, bola mulai bergetar, berkontraksi, dan meregang. Dan getaran semacam itu dapat membuat kita tahu bahwa saat ini GW melewati bola. Sayangnya, deformasi sangat kecil: perubahan relatif dalam ukuran di bawah pengaruh GW yang tercatat pada September 2015 adalah sepuluh hingga minus dua puluh satu derajat. Saya akan menuliskan nomor ini:

0,000000000000000000001

Jika bola 3 kali lebih kecil dari Bumi, perubahan ukurannya akan sama dengan diameter satu proton. Oleh karena itu, gagasan detektor HS one-piece agak tidak berhasil.

Sekarang alih-alih bola padat, berongga "huruf G" digunakan, dengan sinar laser mengalir di dalamnya. Beginilah cara LIGO yang terkenal bekerja. Perubahan dimensi "selongsong" detektor memanifestasikan dirinya dalam bentuk perubahan fase sinar laser, yang dapat ditentukan sebagai hasil dari penambahan dua balok. Lebih detail tentang ini, saya mungkin menulis suatu hari nanti. Dan bagi mereka yang tidak sabar, saya merekomendasikan artikel ini oleh Shkaff , yang, antara lain, menjelaskan secara rinci bagaimana LIGO bekerja.

Source: https://habr.com/ru/post/id386953/