大众物理学神话,续:重力

本文的第一部分在这里 。 同时,我们将分析其他两个家伙不会告诉您的神话:


快速飞行的物体的质量增加


我有一本关于相对论的书在苏联出版。 我现在记得,在那里画了一个图:一枚火箭飞(以近光速飞行),巨大的引力将行星,恒星,星系拉向自己……这一切都源于这个公式:



大M是“相对论”质量。 这个概念在20世纪初期非常流行,但后来爱因斯坦本人将其埋葬了 。 实际上,直到“ ce”因子,该值与人体的总能量一致,因此,仅具有因子不同的两个不同的物理量就没有任何意义(在c = 1的“自然”单位制中,这些量通常是相同的) 。 默认情况下,“质量”一词表示静止质量 (更正确地说是不变质量 )。

但是,科学的大众化阅读了许多物理学家的早期著作-因为他们想描述这一切是如何开始的。 因此,他们挖了空姐 ,在他们的书页上拉了相对论性的内容。 通常,这并不那么令人恐惧,重要的是要了解该数量与重力无关。 这是一个例子:



在图片A中,相对于观察者,我们有两个质量相同的球处于静止状态。 由于重力的作用,一分钟内球相互吸引。 现在选择B-球以接近光速的速度飞行。 设洛伦兹因子2(将时间减半,长度减半,“相对论质量”是其余质量的两倍)。 这两个球相互吸引多长时间?

任务很简单地解决了。 从观察者坐在球上的角度来看,球无论如何都会在一分钟内发生碰撞(等效原理)。 但是对于从侧面看球的观察者来说,球系统中的时间很慢。 这意味着这将像许多人所想的那样发生得更慢 ,而不是更快 (因为他们说,相对论的质量增加了)

如果恒星加速到高速,那么它可能会变成黑洞


不行 在这里唯一可以说的就是上面的内容。

如果身体受热,则体重会增加。


但这是真的。 在这里,值得研究一下实际上产生重力的原因:



这是一个张量,是一个4×4的矩阵,数字4是哪里来的? 三个空间维度和一个临时维度。 在对角线上,我们具有:能量密度在左上角(就此而言,考虑剩余质量乘以tse平方就简单了)。 然后是压力(三个维度)。 其余的细胞对于使通量接近光速的等离子体起泡至关重要。 通过加热身体,我们增加了身体内部的压力(为简单起见,最好考虑使用气体)

在这里提出一个有趣的问题是适当的。 但是气压是分子的运动! 就是说,不是一个内部有压力的物体,而是可以考虑许多分离的运动分子,并且压力为零? 对啊 而且,即使对于由恒星组成的“气体”也可以做到这一点-您可以单独计算所有恒星的运动,或者可以说星系在一定压力下包含恒星的“气体”。 结果将是相同的!

在这里,GR的这种特性大有帮助:在坐标系中,系统的总动量为零,我们可以仅用某个质量值(即留一个像元)替换所有张量(如果我们不考虑重力波的辐射损耗)。 因此,我们可以简单地说加热的物体较重,而不会对内部发生的事情感兴趣。 您知道这让我想起了IT界吗? 封装

光会吸引其他物体吗?


每个人都知道,光会被恒星偏转。 但是光本身会吸引其他物体吗? 许多人认为并非如此,因为“光子的剩余质量等于零”。 回到张量,光子能量不为零,它们也具有动量并产生压力-几乎所有单元都不为零! 封闭在理想镜壳中的光子气体会产生重力。

光线相互吸引,您可以从光线中形成一个黑洞。 指向彼此的两束手电筒将弯曲,相互吸引。 有趣的是,沿相同方向传播的两条光线不会相互作用(您可以将其想象为第一个带球示例的极端情况)。 特别是,光线不会由于重力而“聚焦”。



但总的来说,一切都很糟糕


如果我们有许多相互作用的物体,那么系统的质量是多少? 我们不能像古典力学那样接受和求和。 坐在不同恒星上的观测者对事件的同时发生,不同物体的质量,系统的质心有不同的看法。 在许多特殊情况下, 此处详细介绍了Komar质量的概念(不是昆虫,而是一个有这个名字的科学家!),ADM质量,Bondi质量。 但是这些都是特殊情况。 在一般情况下,不清楚GR中有多少质量。 顺便提及,在一般情况下,“引力场的势能”的概念也不存在。

聚苯乙烯

感谢您对第一部分的评论。 太多了,我无法实际回答所有问题。 这个问题经常重复出现-在这里您说的是什么,为什么要相信自己,这是您对我们的反对。 本文的目的不是向您证明任何内容,而只是为您提供谷歌搜索的起点。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN442810/


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