Являются ли гравитация и пространство-время одним и тем же?

435
41
1
Лучший ответ
439

Нет, но они часто путаются, особенно когда люди описывают гравитацию как «искривление пространства-времени» или говорят о «расширении пространства» в контексте космологии.

Позвольте мне представить уравнение. Не волнуйтесь, я объясню его основные особенности, это не обязательно понимать это в каждой детали. Уравнение является полевым уравнением Эйнштейна для гравитации:

R μ ν - 1 2 R g μ ν = 8 π G T μ ν. R μ ν - 1 2 R g μ ν = 8 π G T μ ν. R _ {\ mu \ nu} - \ frac {1} {2} Rg _ {\ mu \ nu} = 8 \ pi GT _ {\ mu \ nu}. \ Tag * {}

Итак, позвольте мне объяснить. Это так называемое тензорное уравнение; обе части уравнения представляют величины, расположенные в матричной форме 4 × 4 4 × 4 4 × x 4. Обе стороны являются величинами, которые меняются от точки к точке в пространстве и от момента к моменту времени. Левая часть построена из так называемой метрики пространства-времени; правая часть представляет материю.

Позвольте мне начать с правой стороны, так как это проще. Множитель 8 π G 8 π G 8 \ pi G является просто постоянным множителем. Величина T μ ν, T μ ν, T _ {\ mu \ nu}, тензор энергии-импульса напряжения, описывает плотность, давление, импульс и касательные напряжения произвольных форм вещества. В этой форме подразумевается, что сила тяжести зависит только от этих величин, а не, например, от электрического заряда, цвета, запаха, независимо от материи. Это принцип слабой эквивалентности в действии, а именно: гравитация влияет на все объекты одинаково, независимо от их материального состава.

Прежде чем мы перейдем к левой стороне, позвольте мне сделать важный комментарий о многих различных типах сил. В отсутствие силы, как мы знаем со времен Ньютона, объекты движутся по прямой с постоянной скоростью. Сила изменяет эту траекторию. Во многих случаях эту силу в нашем мышлении можно заменить искажением геометрии, так что объект все равно следует, в некотором смысле, «кратчайшему» пути между двумя точками, но он больше не будет путем, характеризующимся прямая равномерная скорость движения.

Проблема большинства сил заключается в том, что они зависят от материального состава объектов. Например, электрон «чувствует» электрическое поле не так, как нейтральная частица. Поэтому, если бы я хотел представить электромагнитную силу с помощью геометрии, мне бы понадобился другой тип геометрии для каждого типа частиц. Это не относится к гравитации, которая, как я сказал выше, работает независимо от материального состава объекта. Так что все объекты имеют одинаковую геометрию, если я решу представить гравитацию через геометрию.

Как мы представляем искажение геометрии? Хорошо, когда вы искажаете, например, резиновый лист, расстояния между точками меняются. И это именно то, что происходит здесь с математикой: левая часть уравнения поля Эйнштейна опирается на метрику, математическую величину, которая определяет, как расстояния измеряются между точками в пространстве-времени.

За исключением того, что это намного больше, чем чистая геометрия. Гравитационное поле имеет динамику. Он несет энергию и импульс. Он даже имеет эквивалент световых лучей в форме гравитационных волн. Это остается верным, даже если я выберу гравитацию как изменение геометрии.

По этой причине я рекомендую рассматривать пространство-время (множество всех возможных точек в пространстве во все возможные моменты времени) и геометрию, налагаемую на пространство-время (метрикой, определяющей расстояния), как две отдельные вещи. Пространство-время не имеет измеримого существования. Вы не можете измерить пространство или время; Вы измеряете расстояния между материальными вещами и временные интервалы между событиями, которые включают материальные вещи. И что вы на самом деле измеряете, так это величины, определяемые метрикой, которая также удваивается как гравитационное поле.

Хорошо, это оказалось более длинным объяснением, чем вы, возможно, ожидали, но я надеюсь, что это добавило хотя бы немного ясности вместо того, чтобы сделать вещи более запутанными.

Понравились мои ответы? Пожалуйста, подумайте о поддержке моих усилий через Patreon.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
105

Сначала мы должны различать математическую «физику» и подлинную физику. Математические «физики» говорят миру, что математика - это язык физики и что уравнения позволяют математикам интерпретировать, как работает гравитация. Фатальный недостаток этого аргумента в том, что уравнения могут только описывать. У них нет власти или полномочий объяснять. Следовательно, в умах математиков, которые изображают из себя «физиков», вопрос о том, «как» работает Вселенная, не связан с пониманием физического механизма, лежащего в основе гравитации. Они не заботятся об этом и, по крайней мере, с начала 20-го века:

«Чем больше вы видите, как странно ведет себя Природа, тем труднее создать модель, объясняющую, как на самом деле работают даже самые простые явления. Так что теоретическая физика отказалась от этого ". Ричард Фейнман, Фейнман Лекции

«Современная наука трудна и часто противоречит интуитивному принципу… Там, где интуиция и здравый смысл потерпели неудачу, они вынуждены были создавать новые формы интуиции, главным образом посредством использования абстрактной математики… Когда здравый смысл терпит неудачу, должен создаваться необычный смысл… человеческое познание не действует согласно принципам здравого смысла. " Леонард Сусскинд, В защиту здравого смысла, The Edge (2005)

«Независимо от того, как сильно вы пытаетесь научить свою кошку общей теории относительности, вы потерпите неудачу. Там у нас есть пример разумного живого существа, которое никогда не узнает такого рода правду о том, как устроен мир. Почему в мир должен быть другим? Конечно, мы можем пойти дальше, чем кошки, но почему наш мозг каким-то образом подходит для вселенной, чтобы наш мозг мог понять самые глубокие действия? " Брайан Грин, разговор с Брайаном Грином, NOVA (2003)

«Математика имеет дело не с реальностью, а с абстракцией реальности:« модель »только одного аспекта реальности, которую мы используем для описания». Доктор Мат

«Я не думаю, что математика может когда-либо рассматриваться как объяснение, само по себе, для чего-либо. И это не всегда хорошо понимали ». Нобелевская премия (1979) Стивен Вайнберг, Математика изобретена или открыта? Математика изобретена или открыта?

Итак, если вы ищете объяснение механизма гравитации, вы не найдете его ни в одном из Гарварда или Кембриджа. Они просто не знают и не хотят знать. Как сказал Фейнман: «они отказались от этого».

Является ли пространство-время физическим объектом?

Преступление, совершенное математиками, заключается в том, что уравнения дают им представление о том, как работает гравитация. Они стали священниками современного мира. Предполагается, что вы верите механизму гравитации, который математики вывели из своих уравнений, так же, как и невежественные крестьяне темных веков, не имели другого выбора, кроме как верить библейским интерпретациям, предоставленным единственными людьми, которые могли читать: монахами-монастырями.

Пространство-время - это то, что предлагают современные монахи. Другого предложения нет.

Физическая интерпретация этой загадочной вещи пространства-времени - это та, которую вы видите по всему Интернету: шар для боулинга, отягощающий сетку. Рыболовная сеть представляет пространство-время. Никакого другого физического толкования, исходящего из коридоров кафедры «физики», ни в одном университете на планете.

Если аналогия с шариком на холсте не является точным отражением причины гравитации, то математика не может сказать нам, что такое невидимый механизм. Мы ничего не узнали из Общей теории относительности о том, как работает наш макромир, если это «просто» аналогия, которую следует отбросить, когда придет время дать объяснение работе звезд и планет. Весит ли Солнце пространство-время или нет? Земля вращается вокруг шоссе-времени или нет? Является ли пространство-время твердым физическим объектом, на котором может стоять космонавт? Да или нет?

Миряне, которых призывают пройти продвинутые курсы по математике в колледже, потратят 10 лет своей жизни, если будут искать понимания. Если они решат тратить свое время, они просто поймут, что математика может только количественно описать невидимые работы. Они обнаружат, что математическое «пространство-время» - это не отдельная физическая сущность или среда, а набор числовых линий, которые математики должны найти для «вхождения» в пространстве-времени…

«Событие - это то, что происходит в определенной точке пространства и в определенное время. Таким образом, можно указать его четырьмя числами или координатами ... Часто полезно думать о четырех координатах события как об указании его положения в четырехмерном пространстве, называемом пространством-временем. Невозможно представить четырехмерное пространство ». С. Хокинг,« Краткая история времени », гл. 2

Так что да, гравитация - это пространство-время, а пространство-время - это гравитация в религии математической «физики» и ее космической секте «Общая теория относительности». Шар на холсте - это физический механизм, который математики предлагают для того, почему Земля вращается вокруг Солнца. Аналогия - настоящий Маккой, согласно кафедре «физики» каждого университета на планете. Вам не нужно изучать или знать какое-либо уравнение, чтобы понять механизм, подразумеваемый полевыми уравнениями общей теории относительности. Все, что вам нужно, это посмотреть фильм о том, что математики утверждают, что их уравнения подразумевают. Любой, кто стыдится и смущается из-за нелепой аналогии, просто не математический «физик» и пытается обмануть вас или дезинформирован.

Аналогия с мячом на холсте - это не случайность. Атака на эту сюрреалистическую метафору является подходящим местом для критики захватывающих умозаключений Общей теории относительности: пространство и время - это физические объекты, которые можно деформировать, формовать и расширять. И если покрасневший математик утверждает, что он не может перевести свои уравнения на обычный язык или сделать рациональное кино из своего предложения, он просто подтверждает, что математика не является языком физики.

Давайте разберемся: язык физики - это ИЛЛЮСТРАЦИЯ! Физика - это ВСЕ о механизмах! Тот, кто не может снять фильм о том, как работает гравитация, не открыл тайну Матери Природы. И, конечно же, нелепый искривленный холст пространства-времени, который математики торгуют гравитацией в течение последних 100 лет, не имеет шансов ответить на этот вопрос.

.

.

.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
65

В годы, предшествовавшие 1915 году, квантовая механика еще не была развита, и было осознано, что гравитация «особенная», потому что она влияет на все точно так же. Не избирательно, как электромагнитное поле.

Единственное, о чем могли подумать физики и математики, которые одинаково влияли на все, - это пространство и время. Таким образом, возникла идея, что пространство-время (предложенное Минковским как «вещь» вскоре после Специальной теории относительности) было гравитационным полем и причиной гравитации, и была гонка, чтобы сформулировать уравнение поля, основанное на этой идее. Эйнштейн и его друзья одержали победу над Гильбертом, который, возможно, позаимствовал некоторые идеи у Эйнштейна.

Итак, согласно этому мнению, пространство-время - это гравитационное поле. Это мышление все еще официально доминирующее. Есть три вещи, которые вы могли бы рассмотреть относительно его текущего статуса:

Более полувека существовала проблема, связывающая эту идею с квантовой механикой, по крайней мере, для самых сильных областей. Причина в том, что поля должны быть квантованы, что приводит к неопределенности, а если квантовать пространство и время, неопределенность взрывается и не может быть «перенормирована». Очевидно, гравитация работает. Если это не может быть в конечном счете решено, то либо математика не в состоянии описать важное физическое поле, либо мы ошибаемся относительно его природы. В течение долгого времени так называемые «гравитации поля», в которых предлагалось какое-то другое поле, и, таким образом, квантование было легче обрабатывать, ограничивались увеличением времени, а не пространственными изменениями. Теперь было показано, как можно точно описать общую теорию относительности, используя гравитацию поля. См. Семейство метрических гравитаций. Существует неоднозначный случай, связанный с замедлением времени, который трудно примирить с пространством-временем. Если так, то это не просто «вещь». Но дело не часто обсуждается. Время замедления зависит от выбора системы отсчета, а также от того, что перемещается относительно других масс. Я попытаюсь сделать иллюстрацию ниже.

Вы можете перемещать черную дыру или наблюдать за ее движением, используя гравитацию звезд и галактик. Если у него есть заряд, теоретически вы можете оказать на него какую-то другую силу, но удача продвигается достаточно сильно.

Та же самая дилемма фактически возникает в отношении радиального пространственного расширения, создаваемого черными дырами. Если вы попытаетесь отодвинуть m к черной дыре или от нее (не по касательной), она будет двигаться дальше, чем обычно, из-за радиального пространственного расширения. Однако, если вы передвинете M и m вместе, пространственного эффекта не будет. Даже если вы двигаетесь точно в направлении радиальной линии между ними. Эффект возникает только при перемещении m относительно M.

Итак, что именно происходит. Есть два пробела? Один для движения черной дыры или объединенные массы? И еще для движения м относительно черной дыры? Да. Там столько пробелов, сколько комбинаций предметов. Физик может сказать, что пространство-время зависит от выбранной вами системы отсчета. Но я никогда не слышал, чтобы физики говорили, и я разговаривал со многими из них.

Эрнст Мах сказал бы - действительно сказал - что движение и инерция только определимы относительно других масс, что, как нам кажется, говорит нам этот пример. Именно массы определяют гравитацию, а не пространство-время. Он был против пространства-времени Ньютона, а Эйнштейна лишь незначительно отличается в том, как он представлен, как если бы это была одна вещь, а не просто артефакт выбранной системы отсчета. Существует только одна конфигурация масс, и в этом нет никакой двусмысленности. Гравитация относится к массам, а не к пространству-времени, потому что вы не можете рассчитать одно пространство-время, которое отвечает на все вопросы о перемещении различных комбинаций объектов. Эйнштейн изначально одобрял взгляд Маха, но его современники возражали, и этот вопрос оказался под ковром.

Если пространство-время не является «единой» вещью, такой как поле, это может иметь большое значение для объяснения трудностей его квантования.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
37

пространство и время не одно и то же…

Думайте об этом так ... пространство это физическая вещь, которая существует.

Время - это измерение, как метр или миля.

Люди изобрели то, что мы называем метр для измерения расстояния

Люди также изобрели время, чтобы «измерить», когда произошли события. Время не является физическим, оно не может быть изменено или изменено.

Единственное, что может случиться, если вы изменяете время, это то, что когда вы путешествуете быстро, атомы в вашем теле будут распадаться медленнее, чем атомы, которые не путешествуют с вами. Тогда, когда вы замедляетесь, кажется, что другие постарели, а вы нет. Это не значит, что вы путешествовали во времени, как в машине времени.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
37

Вот что я держу пари, что никто еще не упомянул.

Мы не знаем

Поскольку мы еще не знаем, что такое «гравитация», то, как мы понимаем, что такое «электричество» (что еще является неполным пониманием), у нас нет способа узнать, является ли пространство-время (это не пространство-время, это Пространство-время, с одной стороны, насколько нам известно) и гравитация - это проявления или точки зрения, или немного различные размерные проекции какого-то «объекта» более высокого измерения, или они происходят из совершенно отдельных явлений.

Пока мы не сможем продемонстрировать, что они на самом деле являются разными углами обзора одного и того же (например, электричество и магнетизм - это электромагнетизм), мы не можем ответить на ваш вопрос. Я даже не уверен, что мы можем доказать, что это НЕ так, может быть, мы можем ... в любом случае, вы понимаете мою точку зрения?

Это замечательная вещь в вопросах физики. Они такие глубокие.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
36

Гравитационное поле - это не что иное, как пространство-время!

Электромагнитное поле является пространственно-зависимым полем. Гравитационное поле не отождествляется с другим пространственно-временным полем, таким как электромагнитное поле. Гравитационное поле - это пространство-время!

В качестве альтернативы можно сказать, что то, что измеряет наблюдатель для временных интервалов и расстояний, зависит от гравитационного поля.

Величайшее открытие Эйнштейна заключается в том, что гравитация и пространство-время - это одно и то же!

Вы можете найти следующую проницательную лекцию:

Если вы найдете этот ответ полезным. Пожалуйста, подумайте о поддержке меня на Патреоне.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
36

FMPOV, это 4DOF геометрии. Это функции 3D кривизны поверхности. Подумайте о поверхности с формой внешней половины тора. Для нас мы не знаем разницу. Для нас это 3D, объемный, но в 4DOF это «поверхность определенной формы». Это Spacetime, 3D3T. Теперь прибывает часть Гравитации. Динамические линейные векторы «Силы» с 4DOF действуют перпендикулярно поверхности с формой внешней половины тора. С внутренней стороны они указывают на центральную ось тора, действуя как «действие вместе», чтобы объединиться. Снаружи они указывают в сторону от центральной оси, «действия отталкивания» в распространяющемся действии, таким образом, создается «вакуум пространства», и он хочет быть заполненным как «природа не терпит вакуума». Так что не совсем одно и то же, однако каждый является частью одного и того же.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
37

Нет, но определенный тип кривизны пространства-времени - это то же самое, что и обобщенный тип плотности.

Этот первый тип кривизны создает второй тип кривизны пространства-времени вокруг массы, который заставляет объекты ускоряться как бы силой, которую мы называем гравитацией.

По аналогии, шарик на резиновом листе вызывает положительную (сферическую) кривизну в листе, где он (первый тип), и седловидную кривизну (второй тип) резинового листа повсюду в другом месте. Первый тип такой же, как масса, второй тип - это то, что мы называем гравитацией.

ответил(а) 2019-12-23T15:22:50+03:00 11 месяцев, 2 недели назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема