Как работает сила гравитации? Почему тело, имеющее массу, падает в долину, созданную другим массовым телом?

485
73
1
Лучший ответ
511

Я думаю, что это один из тех случаев, когда размышление о гравитации как о традиционной теории поля, а не о ее геометрических аспектах, может быть действительно полезным.

Но забудьте о гравитации. Сначала подумайте об электромагнетизме. Как и почему заряды оказывают друг на друга силу на расстоянии?

Ответ, конечно же, заключается в том, что между этими зарядами, действительно везде, находится электромагнитное поле.

Считается, что электромагнитное поле «получено» от зарядов. То есть наличие электрического заряда изменяет электромагнитное поле в его окрестности.

Но третий закон Ньютона говорит нам, что каждое действие имеет реакцию, поэтому, если заряд влияет на поле, поле также влияет на заряд. Оказание силы на это.

Так как электрический заряд «плавает» в электромагнитном поле, его присутствие меняет поле; но ранее существовавшие изменения в поле, вызванные другими электрическими зарядами, изменяют путь этого заряда.

Теперь давайте перейдем к гравитации. В оригинальной теории Ньютона это была таинственная сила, которая позволяла телам влиять друг на друга на расстоянии. Он написал в частном письме, что «одно тело может воздействовать на другое на расстоянии через вакуум без посредничества чего-либо еще [...] для меня настолько большой абсурд, что я не верю ни одному человеку, который имеет в философском отношении имеет значение, которое любой компетентный факультет мышления может когда-либо впасть в это. Гравитация должна быть вызвана агентом [...], но является ли этот агент материальным или нематериальным - вопрос, который я оставил на рассмотрение моих читателей ".

Было обнаружено, что этот «агент» - гравитационное поле, впервые математически описанное Эйнштейном. Подобно электромагнитному полю, гравитационное поле также исходит от вещества. Но это происходит не из-за электрического заряда, а из-за содержания энергии в материи (которая в большинстве повседневных сценариев является просто той массой покоя, с которой мы знакомы). Как и электромагнитное поле, гравитационное поле также влияет как материя движется

Одна действительно особенная вещь о гравитации - это то, что она основана исключительно на содержании энергии в материи, без учета каких-либо других свойств материала. Следовательно, все формы материи испытывают гравитацию одинаково. Именно по этой причине мы можем геометризировать теорию. Мы могли бы сделать это и для электричества, но там геометрия была бы другой, скажем, для электронов (единичный заряд, очень легкая частица) против протонов (противоположный единичный заряд, довольно тяжелая частица) против нейтронов (вообще никакого заряда). ); их ускорение зависит от их отношения заряда к массе, поэтому электрон будет сильно ускоряться, тогда как нейтрон совсем не будет ускоряться в одном и том же электромагнитном поле. Напротив, в гравитационном поле все ускоряется одинаково, что можно представить уникальной геометрией. Поэтому, когда люди говорят вам, что гравитация - это «искривленное пространство-время», вот почему. Но важно напомнить, что гравитационное поле - это не просто фрагмент туманной геометрии: это физическое существо, которое можно измерить и которое имеет собственную энергию, доставляемую нашим детекторам, например, в форме измеримого гравитационные волны.

Я благодарю моих щедрых сторонников на Патреоне. Если вам нравятся мои ответы, рассмотрите возможность присоединения к ним.

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
83

Вопрос: «Как работает сила гравитации? Почему тело, имеющее массу, падает в долину, созданную другим массовым телом? »

Я почти уверен, что этот ответ от XKCD настолько хорош, насколько вы можете ответить на этот вопрос:

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
60

Как работает сила гравитации?

Это действительно просто, когда ты это понимаешь. Эйнштейн объяснил большую часть этого. Но, как ни странно, большинство современных объяснений противоречат сказанному Эйнштейном.

Свет не изгибается, потому что он следует искривлению пространства-времени. Эйнштейн никогда не говорил этого. Ищите электронные бумаги Эйнштейна, и вы можете найти то, что сказал Эйнштейн: «Кривизна световых лучей происходит только в пространствах, где скорость света пространственно изменчива». Он говорил такие вещи неоднократно, в 1911, 1912, 1913, 1914, 1915 и 1916 годах. Свет изгибается вниз, как будто сонарная волна изгибается вниз в море:

Изображение из ФАС и ВМС США, см. Курс ES310, глава 20

Как только вы поймете, почему свет изгибается, легко понять, почему материя падает. Все, что вам нужно знать, это волновая природа материи. И о производстве пар, в котором мы можем сделать электрон и позитрон из света. Думайте об электроне как о свете, идущем вокруг и вокруг. Затем упростите его, чтобы свет проходил по квадратной дорожке. Тогда представьте, что это в гравитационном поле. Вертикальные части пути остаются вертикальными, но горизонтальные части немного наклоняются. Таким образом, электрон падает вниз:

То же относится и к другим субатомным частицам, и к веществу в целом. И антивещество. Просто думайте о антивеществе, как о том, что свет движется вокруг и наоборот.

Почему тело, имеющее массу, падает в долину, созданную другим массовым телом?

Это не то, что действительно происходит. Эйнштейн говорил о том, что действительно происходит в его Лейденском «Обращении 1920 года» Он сказал, что концентрация энергии под видом массивной звезды «обуславливает» окружающее пространство, этот эффект уменьшается с расстоянием. В результате пространство «не является ни однородным, ни изотропным». В результате скорость света является пространственно-переменной. Как только вы поймете это, вы поймете, что такое «долина». Представьте, что вы можете поместить массив оптических часов размером 15 x 15 в горизонтальный слой вокруг Земли. Затем вы строите все тактовые частоты так, чтобы более низкие тактовые частоты генерировали точки данных ниже в трехмерном изображении, а более высокие тактовые частоты генерировали точки данных выше в трехмерном изображении. Когда вы присоединяетесь к точкам, ваш график выглядит так:

Изображение CCASA от Johnstone, смотрите Википедию

Это изображение из Википедии, показывающее искривление пространства-времени. Но это также график скорости света. Кривые блеска больше всего там, где склон самый крутой. Вещи падают быстрее там, где склон самый крутой. Любое массивное тело изменяет окружающее пространство, вызывая падение других тел. Смотрите мою статью «Физический детектив» о том, как работает гравитация, для более полного описания со ссылками.

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
60

Прежде всего позвольте мне сказать - в «ткани» пространства-времени нет абсолютно никакой кривизны, деформации или какой-либо геометрии. Если вообще есть какая-то ткань.

Пространство плоское. Физика - это наука наблюдений, поскольку такой большой дымящийся пистолет для любой геометрии к «ткани» пространства-времени был бы, если бы углы треугольников больше не составляли 180 градусов.

Это никогда не "наблюдалось" - никогда. И это испытание, которое можно легко провести здесь, на земле, и даст результаты, если оно истинно.

Свет всегда ищет путь наименьшего сопротивления, чтобы идти вперед во времени, всегда вперед. Поскольку такое гравитационное линзирование вызвано из-за временного потока (да, это реальная вещь) вокруг звезды, галактик или массы в целом.

Из-за огромной массы звезды (ее замедления по времени) она существует в положении во времени, которое находится вперед по времени вперед, чем окружающая область. Другими словами, солнце существует в будущем больше, чем объекты, вращающиеся вокруг него. Следовательно свет - все материя по этой причине, привлечены к нему. Все благодаря стреле времени - не более того.

Опять же, пространство плоское, но время играет ключевую роль в эволюции Вселенной. Время - это истинная сила, вызывающая все эффекты - больше всего гравитация.

Опять же, нет никаких доказательств какой-либо геометрии пространства-времени - вообще никаких. Однако, если вы можете показать мне эксперимент, в котором углы треугольников не составляют 180 градусов, пожалуйста, дайте мне знать. Сам Эйнштейн никогда не верил в любую кривизну.

Однако интерпретация общей теории относительности, которая приписывает гравитацию искривлению пространства-времени, теперь (почти) общепринята, но сам Эйнштейн не согласился. Он рассмотрел геометрический вид и отклонил его. Он считал Г.Р. не более геометрической теорией, чем электромагнетизм Максвелла.

Именно Вейль и Леви-Чивита выдвинули и популяризировали геометрическую концепцию. Это стало православием и вошло во все учебники, но Эйнштейн всю свою жизнь не соглашался с этим ходом.

Давайте передадим это человеку при рассмотрении книги об относительности Эмиля Мейерсона: Ladulation reltiviste в 1928 году. Ему (Эйнштейну) очень понравилась книга (очень), и он только возразил, что Мейерсон считает ГР геометрической:

Я хотел бы более подробно остановиться на этом последнем пункте, потому что у меня совершенно другое мнение по этому вопросу. Я не могу, а именно, признать, что утверждение о том, что теория относительности прослеживает физику до геометрии, имеет ясный смысл.

[...]

Согласно общей теории относительности, метрический тензор определяет поведение измерительных стержней и часов, а также движение свободных тел в отсутствие электрических эффектов. Тот факт, что метрический тензор обозначен как «геометрический», просто связан с тем фактом, что эта формальная структура впервые появилась в области исследований, обозначаемой как геометрия.

Однако это ни в коем случае не является оправданием для обозначения в качестве «геометрии» каждой области исследования, в которой эта формальная структура играет роль, даже если для иллюстрации используются понятия, известные из геометрии. Используя аналогичные рассуждения, Максвелл и Герц могли бы обозначить электромагнитные уравнения вакуума как «геометрические», поскольку в этих уравнениях присутствует геометрическая концепция вектора.

Внимательное прочтение более поздней работы Эйнштейна показывает, что он не передумал по этому поводу. Он не видел, что называть гравитацию «геометрической» означало что-то кроме рекомендации математических инструментов для использования.

В современных условиях мы не согласны с этим. Мы говорим, что Эйнштейн объединил инерцию и гравитацию, что он сделал это, уменьшив гравитацию до геометрии пространства-времени, и именно благодаря этому механизму инерция и гравитация стали одинаковыми. Инерция выпадает, когда пространство-время плоское, гравитация выпадает, когда оно искривлено.

Эйнштейн также думал, что он объединил инерцию и гравитацию, но он видел инструмент, который сделал трюк, как зависящее от координат гравитационное поле, и сопротивлялся его интерпретации в геометрических терминах, видя его не более геометрическим, чем многие другие поля (например, электрические и магнитные поля).

С современной точки зрения, «дом на полпути» Эйнштейна выглядит странно, и как будто он отрицает свой величайший триумф. Но он был непреклонен в том, что именно так он понимает свою собственную теорию.

Стивену Вайнбергу тоже не нравится геометрическая интерпретация. Но он редко встречается среди современных физиков.

(Источники всего этого следуют работе Денниса Лемкуля: философа физики и члена Проекта статей Эйнштейна. Статья здесь: Почему Эйнштейн не верил, что общая теория относительности геометризует гравитацию.)

Я написал статью на эту тему (объясняющую, как время является причиной силы тяжести) и отправил ее на публикацию - пожелайте мне удачи! Я также не против поделиться им и буду рад любым отзывам.

Время - Эквивалентность инерционной и гравитационной массы

Время по своей сути можно измерить как расстояние до Большого взрыва. Но вот в чем дело: вы не можете дойти до Большого взрыва, и при этом вы не можете взять там космический корабль. Большой взрыв существует только в прошлом, но в зависимости от количества массы (замедления времени), которое имеет объект, определяет расстояние до него.

Расширение времени - это просто положение объекта во времени, и вы можете измерить его, только сославшись на что-то во времени, которое никогда не изменится, и измерить положение объекта относительно него (Большой взрыв).

Масса (замедление времени) - это то, что определяет положение объекта на пути времени. Черные дыры - это путь-путь-вниз по дороге на отметке мили (около бесконечности), солнце на отметке мили (100), земля на отметке мили (20) и луна на отметке мили (4). Это произвольные значения, но вы получите картину. Но на отметке мили (0) находится Большой взрыв, он никогда не изменится, и, используя его в качестве маяка, вы можете измерить, насколько далеко внизу находятся объекты времени - это ключ.

Это измерение времени.

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
41

Это взаимно, как предполагает ваш вопрос. Все массовые агрегаты генерируют гравитационные поля, и эти поля имеют энергию, которая действует как своего рода давление на объекты, движущиеся в этом поле. Когда объект, который движется в поле - все движение относительно, поэтому в этом случае два массовых агрегата, один больший, один меньший, движутся относительно друг друга, - подвержен влиянию градиента гравитационного давления, он должен двигаться таким образом, чтобы градиент направляет его. То, что вы называете «падает в долину», звучит как описание этих вездесущих иллюстраций, изображающих евклидову решетку, которая (загадочно) искривлена ​​в кривизну из-за присутствия сферы, парящей над решеткой (на самом деле? космическое пространство? не думайте так ...), которое затем влияет на любой другой мраморный агрегат, который катится по этой сетке. Эта сцена вводит в заблуждение на нескольких уровнях. К сожалению, мне еще предстоит увидеть графическое представление того, как гравитационные поля влияют на геометрию путей, которым должны следовать объекты, движущиеся в этих полях. Просто попробуйте помнить одну вещь; Пространство-время не является объектом, веществом или материальным материалом. Пространство-время - это забавное слово, которое относится к математической конструкции в полевых уравнениях ОТО, которая предсказывает степень кривизны (траекторий движущихся в поле объектов) в зависимости от напряженности поля относительно массы, импульса и вектора движущегося объекта. поле, и что это взаимное взаимодействие, не только совокупность больших масс, влияющих на меньшие, но и то, как они оба влияют на движение друг друга в соответствующих полях друг друга.

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
42

Ньютон: «но будет ли этот агент материальным или нематериальным ...»

Тот: «Этот« агент »был открыт как гравитационное поле»

Итак, является ли «агент», который мы называем «гравитацией», материальным или нематериальным? Очевидно, что гравитация влияет на материю, но является ли само поле материальной субстанцией? Агент силы тяжести сродни энергии или это какая-то другая «сила»? Если гравитация нематериальна, математическая, умственная или как?

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
42

Есть два механизма для одной и той же математики!

1). В Общей теории относительности фактический механизм плохо изучен, на самом деле не рассматривается. Стационарное поле, создающее непрерывную силу. (Вечный двигатель без потери энергии)

2). Но точно такая же математика применима и к низкоэнергетическому излучающему полю, создающему непрерывную силу. Эта концепция (расширяющаяся (NET) волновая теория Ньютона и Эйнштейна вместе. Говорит, что низкоэнергетическое излучение поля от всей массы подчиняется трем законам движения Ньютона, а гравитация - это реакция на столкновение волновых фронтов, сжатие (сжатие) источников до центра новый волновой фронт! Темная энергия - это второй закон Ньютона, а гравитация и действия темной материи - третий закон Ньютона.

Это требует двух новых пониманий:

1). Вся масса находится в статическом равновесии с двумя процессами, происходящими одновременно. Фотоны локальной окружающей среды поглощаются непрерывно, в то время как фотоны внутри магнитного диполя излучают свою энергию в гравитационное поле с самой низкой энергией пространства-времени.

3). Следовательно, пространство - это третья фаза энергии, созданная из конечной сингулярности и непрерывно создаваемая каждой массой. Это означает, что формула, связывающая массу, энергию и пространство, или квантовую теорию и общую теория относительности, или силы внутри атома с гравитацией:

Барабанная дробь… .. s = ec ^ 3.

Вот почему энергия вакуума постоянна в любой момент времени, но уменьшается на расстоянии, потому что она излучается всегда. Пространство расширяется, потому что каждая масса его излучает!

Она называется волновой теорией Расширяющегося Ньютона и Эйнштейна, и она моя и защищена авторским правом.

ответил(а) 2019-12-25T17:19:55+03:00 1 год, 7 месяцев назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема