О скорости света и гравитации

Я читал (думаю), что часть теории относительности состоит в том, что сильное гравитационное поле искажает равномерное течение времени. Если это верно, и световая волна, «путешествующая» к Земле, проходит мимо звезды вблизи ее сильного гравитационного поля (гравитационной «линзы»), не искажает ли гравитационное поле «хронометраж» скорости света и в течение небольшого промежутка времени свет -волна немного замедляется, пока не выйдет из-под влияния гравитации звезды? Если это так, можете ли вы сказать, что скорость самого света была немного меньше, когда световая волна проходила через гравитацию звезды?

Возможные дубликаты: physics.stackexchange.com/q/98980/2451 и ссылки в нем.

Ответы (5)

Нам нужно быть немного осторожными с упрощенными заявлениями в этой области, потому что это минное поле для неосторожных. Однако верно то, что, по наблюдениям наблюдателей, находящихся далеко от звезды, гравитационное поле действительно влияет на прошедшее время для объектов внутри него, а также на расстояния, пройденные этими объектами. Конечным результатом является то, что скорость света зависит от расстояния от звезды.

Для получения более подробной информации вы, возможно, захотите взглянуть на вопросы, излучаемые фотонами на горизонте событий? и скорость света от звезды с гравитационным притяжением, близким к силе черной дыры? для более подробного обсуждения этого.

Замедление времени является реальным эффектом и было измерено экспериментально. В 1971 году Хафеле и Китинг измерили влияние земного притяжения на атомные часы. Вы спрашиваете об этом в своем комментарии к ответу пользователя 3138766, и ответ заключается в том, что замедление времени все замедляет. Если бы вы какое-то время зависли возле черной дыры, а затем вернулись на Землю, вы бы обнаружили, что вы моложе своих современников на Земле.

Гравитационное линзирование связано с искривлением пространства-времени. Изменение скорости света, по сути, изменяет показатель преломления пространства, через которое он проходит, и это искривляет свет аналогично искривлению света линзой.

Гравитационные поля в космосе искажают свет. Скорость света постоянна, поэтому, если свет проходит через это гравитационное поле, он не замедляется, а замедляется само время относительно наблюдателя. Так Эйнштейн объяснил, что скорость света постоянна независимо от других действующих сил.

Если время относительно наблюдателя замедляется, будет ли это означать, что любое наблюдаемое явление в системе отсчета наблюдателя также замедлится? Изгибается ли световая волна из-за того, что гравитация искажает локальный пространственно-временной континуум? Является ли искажение пространства-времени событием, при котором любые измерения времени искажаются для любого наблюдателя?

Постоянный с является основой всей релятивистской физики. Вы начинаете отсюда. Это означает, что любое замедление времени происходит от постоянной с . Вы не можете пойти в обратном направлении, чтобы изменить с с помощью замедления времени.

Подумайте иначе: когда вы говорите, что чье-то время замедлено, вы на самом деле сравниваете результаты собственной системы отсчета с результатами чьей-то системы отсчета. Для фотонов система отсчета не определена, потому что нет системы отсчета, в которой фотоны покоятся. Таким образом, вы не можете рассчитать замедление времени для фотонов.

Примечание. Это сильный ответ. Любой другой ответ, говорящий о другом, просто неверен.

Ради интереса, если вы думаете о Замедлении Времени для фотонов, то они уже расширены до Бесконечности независимо от того, находятся они в Гравитации или нет (помните, время растягивается из-за скорости, и они имеют максимально возможную скорость). Теперь, насколько дальше вы хотели бы продвинуть расширение с помощью Gravity?

Релятивистская физика — великая истинная теорема, а квантовая механика — великая истинная теорема. Оба имеют большой успех в предсказании экспериментальных результатов, но обе теоремы не были решены как взаимно «совместимые» или непротиворечивые, я думаю. Является ли это частью того, чего пытается достичь единая теория поля? Если возникает вопрос о каких-либо проблемах совместимости между этими великими теоремами, может ли быть так, что одну или обе нужно «слегка» изменить?
@user128932 user128932 Любая теория может потерпеть неудачу в будущем. Ни одна теория не дает гарантии. Почему ты спрашиваешь об этом? Ваш вопрос касается релятивистской физики. Верно?
Я имею в виду, что если релятивистская физика «может потерпеть неудачу в будущем» или она неполна, возможно, скорость света может быть другой в некоторых чрезвычайных ситуациях. Возможно, после Большого Взрыва в ранней Вселенной c была быстрее, чем около 300 000 км/с. Предполагалось большое инфляционное расширение ранней Вселенной. Является ли константа аксиомой физики относительности?
@ user128932 Да, постоянно с является аксиомой релятивистской физики. И этот подход до сих пор успешен для описания вселенной (за исключением Quantum Realm).

Кажется, что время замедляется, когда свет проходит через сильный гравитационный объект. Время на самом деле не является физическим свойством, время — это просто единица измерения, придуманная землянами.

Кажется, что время меняется, потому что гравитация искривляет свет, и на самом деле он перемещается дальше, чтобы добраться до наблюдателя, поэтому путь туда занимает больше времени.

На самом деле время — это пройденное расстояние. Свет, который направлялся прямо к нам, искривился и врезался в источник гравитации, свет, который мы видим, на самом деле направлялся под небольшим углом от нас, а затем изгибался к нам по более длинному маршруту.

Если есть возрастающее красное смещение света по мере удаления от массы и центра тяжести и синее смещение, когда свет приближается к тому же центру тяжести, единственное возможное объяснение состоит в том, что фотон должен ускоряться, чтобы соответствовать скорости массы. Поскольку фотон не имеет массы, он не может упасть в гравитационный колодец, а без массы синее смещение может быть вызвано только увеличением скорости. Поскольку фотон отделен от массы и имеется красное смещение, вывод должен заключаться в том, что масса имеет более высокую скорость, чем свет.

Если время расширяется с увеличением гравитации, помня, что время расширяется с увеличением скорости, гравитация будет связана с ускорением массы до более высокой скорости, чем окружающее пространство, и стягиванием ткани пространства-времени.

Я согласен с тем, что время является субъективной локальной перспективой пройденного расстояния, поскольку единственная реальная разница между двумя моментами времени — это изменение положения по отношению к окружающим телам в пространстве.

Если время — это пройденное расстояние, а время увеличивается с увеличением гравитации, расстояние уменьшается с увеличением массы, потому что увеличение массы — это, по сути, увеличение скорости. Когда фотон смещается в сторону, приближаясь к массе, это происходит из-за ускорения, необходимого для того, чтобы догнать массу.

Возможно ли, что свет не движется? А постоянное свойство энергии как света есть на самом деле отношение между ускоренной массой и статической энергией, причем свет есть превращение энергии в массу при ее ускорении?

Нельзя отрицать, что любая масса обладает энергией ускорения до квадрата скорости света. Ни одна масса не находится в состоянии покоя. Я не вижу выхода из очевидного вывода, что увеличение массы увеличивает ускорение и что энергия, которая является источником света, находится в покое.

Тогда гравитация похожа на воздействие на ваше тело, когда оно прижимается к сиденью в разгоняющемся автомобиле. Не свойство притяжения, а инерция материи по отношению к ускорению. Скорее давление.

Масса проявляет свойства, которых можно было бы ожидать от специальной теории относительности, если мы буквально интерпретируем E=mc^2 как массу, всегда являющуюся ускоренным состоянием, а безмассовая энергия стоит на месте. Если c^2 постоянна, то масса есть не что иное, как мера ускорения света. Разве это не правильно?

Это единственно возможное решение, так как масса есть только увеличение энергии по отношению к c. Масса с ускоряется, если с постоянна без массы.

Гравитация должна быть инерцией безмассовой Вселенной, взаимодействующей с точкой, где есть разница в скорости массы и света. Сила действует в направлении ускорения, точно так же, как действует гравитация, притягивая к увеличивающейся массе.

В чем причина интерпретации E=mc^2 как энергии, необходимой для ускорения массы до квадрата скорости света, вместо принятия того факта, что вся масса должна существовать в состоянии c^2, поскольку ее энергия равна этому ускорению? ?

Если масса возникла после первоначального расширения Большого взрыва, то ускорение уже было достигнуто, когда масса сконденсировалась в пространстве-времени. Единственный способ, которым масса может иметь энергию m * c ^ 2, - это если она возникла после того, как ускорение было фактом, поскольку энергия, необходимая для ускорения массы до c ^ 2, нереально велика.

Если энергия равна массе в точке c^2, то нет сомнений, что масса движется в точке c^2. И гравитация должна быть разницей в энергии из-за разницы в скорости между точками с разной плотностью массы. Ускорение — это движение к более высокой плотности, так как время увеличивается, тогда также должно увеличиваться пройденное расстояние, что должно быть связано с увеличением скорости, что делает гравитацию часть того же преобразования энергии, которое всегда присутствует в отношениях между светом и материей. Геометрический объем, подобный гравитационному колодцу, кажется идеальным выражением того, как энергия трансформируется, растягивая (расширяя) пространство-время, когда есть ускорение, направленное к точке в однородном пространстве.