Почему космологическая сила нарушает принцип эквивалентности?

Извините, если это звучит как глупый вопрос, я в основном самоучка, когда дело доходит до физики.

Я пытаюсь понять ответ, который я читал, на вопрос «почему бы нам не думать о расширении пространства-времени как о космологической силе, действующей на галактики, отталкивающей/раздвигающей их?» Ответ объяснял, что любые космологические силы, действующие на сопутствующих наблюдателей, нарушат принцип эквивалентности, потому что законы физики должны быть одинаковыми во всех инерциальных системах отсчета. Ответ предполагает, что сопутствующие наблюдатели падают свободно, т. е. на них не действуют никакие другие силы, кроме гравитации, что в конечном итоге выглядит для меня как круговой аргумент.

Мои вопросы

  1. Почему сопутствующие наблюдатели находятся в системе свободного падения/без ускорения/инерциальной системы отсчета?
  2. Почему космологическая сила, которая отталкивает все от всего остального, нарушает принцип эквивалентности? Разве он не делает то же самое для каждого сопутствующего наблюдателя? Почему/как это нарушает законы физики?

Ответы (2)

Нет гравитационной силы, вызывающей расширение: это просто то, как однородная плотность жидкости изменяется под действием гравитации.

1) В равномерно расширяющейся Вселенной наблюдатели, покоящиеся относительно расширения, движутся вместе . Они инерционны, потому что их мировые линии, Икс ( т ) ∝ а ( т ) , не имеют местного ускорения.

2) принцип эквивалентности утверждает, что инертная и гравитационная массы равны; то есть система отсчета, свободно падающая в однородном гравитационном поле, является инерционной (по сути, можно «выключить» гравитацию, свободно падая в поле). При наличии дополнительной силы эта связь нарушается, так как свободного падения под действием силы тяжести недостаточно для устранения всех сил, действующих на раму.

Я бы предпочел сказать «нет локального правильного ускорения», хотя отличный ответ.
Спасибо, но я все еще не понимаю. Я собираюсь предположить, что я еще не знаю, действительно ли расширяется пространство-время, или же пространство-время статично, но галактики удаляются из-за какой-то силы. Разделение моего ответа на несколько комментариев из-за ограничения текста.
Что касается вашего ответа на (1), что означает быть в покое относительно расширения, учитывая мое предположение выше? Думаю, проще было бы рассматривать приходящих наблюдателей как покоящихся по отношению к материи в их окрестностях. С этим определением все еще возможно иметь приходящих наблюдателей в случае, когда действует космологическая сила, в зависимости от масштаба, на котором сила становится доминирующей.
Что касается вашего ответа на (2), значит ли это, что если бы на сопутствующих наблюдателей действовала какая-то космологическая сила, то они бы воспринимали ее как гравитацию? Если да, то знаем ли мы, что это не так, т. е. нет «дополнительной гравитации», которая проявляется в самых больших масштабах?

Сопутствующие наблюдатели инерционны, потому что это часть определения сопутствующих координат.

Я не знаю, какой вопрос или ответ вы прочитали, но космологическая постоянная вводит гравитационную «силу», раздвигающую все на части. Я использую кавычки, потому что гравитационные силы являются инерционными или «вымышленными». Они являются продуктом выбора координат. В сопутствующей системе координат, инерциальной, сопутствующей, наблюдатели остаются неподвижными - в этой системе нет активной силы.

Если «раздвигание всего» означает, что расстояния увеличиваются, то космологическая постоянная не является предварительным условием. Без cc Вселенная расширяется медленнее, что также подразумевает увеличение расстояний.
@тимм. Нет, это не то, что это значит. Силы (даже силы инерции) относятся к ускорениям, изменениям скоростей, а не к изменениям расстояний. Мы не используем здесь аристотелевскую физику.
Что, по-вашему, означает "раздвигать все на части" в терминах FRW-Космологии (о которой мы говорим)?
@timm, считается, что космологическая постоянная отвечает за ускорение расширения. Это не подходящее место для обсуждения. Есть много мест, где вы можете прочитать об этом.
Что, по-вашему, означает "раздвинуть все на части" в терминах FRW-Космологии (о которой мы говорим)? - Обратите внимание, силы подразумевают правильное ускорение. Нет никаких сил, так как раздвигаемые вещи находятся в свободном падении. Общая теория относительности не о силах, а о геодезическом отклонении, вы можете проверить эту статью: en.wikipedia.org/wiki/Geodesic_deviation
Я удалил ряд неуместных комментариев и/или ответов на них.
Чарльз Фрэнсис Пожалуйста, ознакомьтесь с этой статьей: en.wikipedia.org/wiki/Fictitious_force Вымышленная сила (также называемая псевдосилой[1], силой Даламбера[2][3] или силой инерции[4][5]) это сила, которая действует на массу, движение которой описывается с использованием неинерциальной системы отсчета, такой как ускоряющая или вращающаяся система отсчета. Обратите внимание, что эти силы не связаны с сопутствующими объектами в контексте FRW-космологии, о которой мы говорим.
@timm, в ответе уже сказано, что нет правильного ускорения или активной силы, раздвигающей все на части, и нет силы инерции в сопутствующих координатах. Общая теория относительности обобщает понятие сил инерции, поскольку пространство-время не является плоским, а координаты произвольными. Если у вас есть вопрос, задавайте его отдельно. Не используйте комментарии для чата.
@Чарльз Фрэнсис, вы говорите, что cc «вводит гравитационную «силу»», которую вы называете «инерционной или «вымышленной». Пожалуйста, прочитайте статью, которую я упомянул . силы всегда пропорциональны массе m , что означает «активная сила» и, следовательно, собственное ускорение.Возможно, вы пропустили правильное определение фиктивных сил.
@тимм. Нет. Вы пропустили правильное определение. Это совсем не то, что это значит. Фиктивная сила не является активной силой и не вводит собственного ускорения.
И Википедия тоже пропустила это. :) Вы не читали эту статью. Конец комментирования.
@timm, я прочитал статью. Это достаточно ясно и правильно. Вы утверждаете, что не понимаете этого. Это зависит от вас.
Почему космологическая сила нарушает принцип эквивалентности?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v