Насколько мы уверены, что масса не теряется во Вселенной?

Прочитав о последней сверхмассивной черной дыре в журнале Nature 518, 512–515 (26 февраля 2015 г.) , я не мог не задаться вопросом, является ли ускоряющееся расширение результатом потери массы.

Мои рассуждения таковы:

  1. Если бы ранняя Вселенная имела особую (большую) массу, чем в настоящее время,
  2. Тогда «пространство-время» могло иметь «импульс» (определяемый этой массой) [1],
  3. И это расширение после Большого взрыва задерживалось существующей массой [2],
  4. Но с тех пор масса была потеряна для Вселенной [3]
  5. Что уменьшает (замедление) из-за силы тяжести (меньше массы) [2]
  6. В результате «пространство-время» Вселенной расширяется быстрее [4]

Я никогда не был космологом, поэтому, пожалуйста, укажите, какие из моих предположений доказуемо неверны!

[1] Имеет ли пространство-время значение «массы»? или Из чего состоит «Пространство-время»?

[2] Я изо всех сил пытаюсь вспомнить свою студенческую физику - будут ли две частицы с начальной скоростью, удаляющиеся друг от друга в гравитационном поле (относительно), ускоряться, если гравитационное поле уменьшается?

[3] Большое предположение с моей стороны!

[4] Возможно!

Итак, я думаю, здесь есть два вопроса:

А. Насколько мы уверены, что масса не теряется во Вселенной?

и

Б. Может ли такая потеря массы объяснить наблюдаемое ускоряющееся расширение?

Привет, во-первых, я бы сказал, что количество массы-энергии во Вселенной считается сохраняющимся, постоянным во времени. Таким образом, хотя вы можете преобразовать массу в энергию, вы все равно получите количество массы-энергии во Вселенной, всегда остающееся одним и тем же. Из чего состоит пространство-время , я понятия не имею, это зависит от того, в какую гипотезу вы верите. Оно просто рассматривается как место, где что-то происходит, как сцена перед появлением актеров.
Также общепризнано, что мы можем видеть только небольшой кусочек Вселенной, поскольку свет из более отдаленных частей еще не достиг нас, поэтому оценка того, сколько массы на самом деле находится во Вселенной, является сложной задачей.
Вы говорите , что расширение после Большого взрыва задерживалось существующей массой . Считается, что Большой взрыв содержит в себе всю массу и энергию Вселенной. Все в виде энергии в начале, затем некоторая энергия была преобразована в массу, когда температура упала. это означало бы, что другой существующей массы не было. Все это содержалось в Большом взрыве. Я знаю, что невозможно получить ментальную картину этого, поэтому математика используется так часто, вы тратите больше времени на решение уравнений, чем на попытки визуализировать их в здравом смысле .
Эти вопросы были бы хорошими по отдельности... В то время как Б объясняет прямо, А , безусловно, даст интересный ответ. Во-первых, мы можем описать только то, что находится в нашем световом конусе со времени Большого взрыва (наблюдаемая Вселенная), интригует ли аргумент, что масса должна сохраняться в наблюдаемой Вселенной, а не в целом, или нет .
Я сделал довольно существенную правку. Я думал, что первоначальный вопрос был довольно дискурсивным и содержал много подвопросов. Если это не улучшение, пожалуйста, не стесняйтесь отменить его.
@innisfree привет imo, пересмотр зашел слишком далеко, так как многие комментарии теперь сложнее соотнести с пунктами в операции, но это действительно нуждалось в очистке, так как это было довольно неясно для меня (по крайней мере!) в с уважением.
@XerenNarcy привет, хороший момент, если мы этого не сделаем или никогда не сделаем, если ускорение расширения продолжится) знаете, нам остается только предположить, что везде одинаково. Полностью непроверяемый и никаким образом не может получить точное значение массы.
Когда я сказал , что задерживается существующей массой, я имел в виду идею дальнодействующего гравитационного притяжения, способствующего компоненту силы «противорасширения». Если бы содержащаяся масса уменьшалась (терялась), этот компонент уменьшался бы, поэтому оставшаяся сила могла бы вызвать очевидное увеличение расширения. Это работает только в том случае, если расширение управляется, а не статично (если есть ненулевая сила, все еще управляющая расширением), верно? Если бы расширение было просто «постоянной скоростью», то такая потеря массы не могла бы вызвать кажущегося увеличения скорости. Может быть, я смоделирую это в ограниченном объеме.
@innisfree Я откатил версию. Это было слишком радикально. Это аннулировало ответ и изменило смысл части вопроса.

Ответы (2)

Вы спрашиваете, я изо всех сил пытаюсь вспомнить свою студенческую физику - будут ли две частицы с начальной скоростью, удаляющиеся друг от друга в гравитационном поле (относительно), ускоряться, если гравитационное поле уменьшается?

Чтобы ответить на эту часть вашего вопроса, гравитация работает только в одном направлении, притягивая вещи друг к другу, никогда не позволяя им отдаляться друг от друга. Если бы гравитационное поле было уменьшено, то они все равно сближались бы, только медленнее, чем раньше.

Правда, я неправильно это понял. Я должен был прочитать внимательнее /:
привет, я внес существенные изменения в вопрос, который удалил этот подвопрос. его можно вернуть...
Я имел в виду следующее: если двум частицам придать скорость вдали друг от друга (в системе с другими распределенными массами), да, их гравитационное притяжение заставит их замедлиться, остановиться и, в конце концов, начать двигаться навстречу друг другу (на самом деле , центр масс). Однако в то же время, если «другая» масса в системе уменьшится, скорость замедления уменьшится. Так что же будет измерять наблюдатель? Я понимаю, что они никогда не увидят увеличения скорости, если только не появится другая движущая сила, на которую не повлияла потеря массы.
@KevinM 2 основных момента, которые я хотел бы отметить, сохранение общей массы-энергии любой системы имеет первостепенное значение (по крайней мере, в той части вселенной, о которой известно), поэтому общая кинетическая энергия частиц плюс их потенциальная энергия всегда остается неизменной . Во-вторых, потенциальная энергия всегда будет сведена к минимуму, учитывая половинчатый шанс. например, яблоко всегда будет падать, если вы поднимете его, а затем отпустите, минимизируя его потенциальную энергию (извините, если это очевидно для вас). С наилучшими пожеланиями
  • >> Насколько мы уверены, что масса не теряется во Вселенной? << *

Масса (энергия) может быть потеряна в принципе: если вы преобразуете массу в излучение (что вы можете сделать, потому что масса и энергия эквивалентны), плотность излучения разбавляется с ростом масштабного коэффициента до 4-й степени из -за красного смещения , в то время как плотность массы только разбавляется масштабным коэффициентом в третьей степени (потому что объем равен длине³). Таким образом, в то время как общая масса, обеспечиваемая материей, остается неизменной, даже когда она истончается, пока Вселенная расширяется, энергия, обеспечиваемая излучением, уменьшается, потому что фотоны не только рассеиваются, как обычная материя, но также увеличивают свои длины волн и, следовательно, их частоту уменьшают. . Поскольку не только масса эквивалентна энергии, но и энергия соответствует частоте, энергия (и, следовательно, масса, если вы захотите преобразовать ее обратно позже) может быть потеряна.

Я не думаю, что вы можете использовать аргумент уменьшенной плотности, чтобы сказать, что любая энергия (или масса, в свою очередь) потеряна, потому что это предполагает, что отдельные фотоны (в качестве замены излучения) либо полностью исчезают, либо теряют энергию из-за красного смещения ( что проблематично).
но фотоны теряют энергию, пока Вселенная расширяется, фотоны, составляющие реликтовое излучение 2,75 К, когда-то имели гораздо более высокую температуру, когда Вселенная была меньше. они не только разбавлялись, как нормальная материя, но и растягивались! Конечно, они никогда не исчезают полностью, но предел длины волны стремится к бесконечности, как предел масштабного коэффициента стремится к бесконечности. Итак, в конце концов у вас есть такое же количество фотонов, но все они смещены в красную сторону и, следовательно, несут меньше энергии.
Хорошо, я понимаю, о чем вы говорите, но некорректно напрямую сравнивать частоты фотонов из разных систем отсчета. Вы можете изменить красное смещение фотонов реликтового излучения, двигаясь в направлении их источника или от него, но это не меняет энергию для какого-либо другого наблюдателя, так почему же любой другой тип красного смещения должен изменять свою энергию?
фотоны теряют частоту по отношению ко всем, кто сидит на сопутствующей координате ( en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance ) и с любого направления. если бы вы ускорились вперед, чтобы нейтрализовать красное смещение в направлении вперед, красное смещение сзади увеличилось бы даже больше, чем в любом случае. так что нет никакого способа обойти, потому что вы не можете ускориться во всех направлениях одновременно.
хорошо, лучший пример - на поверхности достаточно массивного объекта гравитационное поле может быть "настроено" (через массу), чтобы приблизительно компенсировать красное смещение реликтового излучения. в такой ситуации энергия восстанавливается нет?
чтобы получить гравитационное синее смещение? это может сработать, но вам понадобится энергия для увеличения массы (эквивалентность массы и энергии)
Я не считал это таким образом. Напомните мне: когда масса преобразуется в энергию, образующиеся фотоны не имеют никакого гравитационного притяжения, верно? Значит, вся масса, которая преобразуется в энергию в каждой такой реакции деления/синтеза, вызывает «потерю» массы ? Заставляет меня задуматься, можно ли обвинить получившиеся фотоны в том, что они привели к расширению Вселенной! Жаль нельзя это проверить...
Любая энергия притягивается, и фотоны тоже. Но фотоны теряют энергию, пока Вселенная расширяется, а масса — нет. Вот и все.
Насколько мы уверены, что масса не теряется во Вселенной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v