Почему сила гравитации всегда притягивает? Есть ли другой способ объяснить это без искривления пространства-времени?
PS: Если простой ответ на этот вопрос заключается в том, что масса заставляет пространство-время искривляться вогнуто, я могу перефразировать вопрос так: почему масса заставляет пространство-время всегда искривляться вогнуто?
Гравитация опосредована частицей со спином два. Электромагнетизм по спину 1.
Вот ссылка , которая отвечает на ваш вопрос:
четное и нечетное вращение отличаются тем, что для получения притяжения или отталкивания требуется произведение зарядов с разными знаками:
вращаться даже:
- : привлекательный
- : отталкивающий
нечетное вращение:
- : привлекательный
- : отталкивающий
В случае гравитации, опосредованной частицами со спином 2, заряд есть масса, которая всегда положительна. Таким образом, всегда больше нуля, а гравитация всегда притягивает. Однако для посредников силы со спином 0 ограничений на заряды нет, и вы вполне можете иметь силы отталкивания. Лучше перефразировать вопрос так: «Почему частицы с нечетным спином создают силы отталкивания между одноименными зарядами, а частицы с четным спином создают силы притяжения между одноименными зарядами?»
Продолжает получать это
Если гравитация энтропийна, как предположил недавно Верлинде и ранее другие , можно было бы ожидать, что гравитация будет в основном притягательной.
Мое спекулятивное воображаемое представление об этом заключалось в том, что если эволюция квантовых физических объектов не является совершенно консервативной, то могут существовать процессы, которые преобразуют энергию между масштабами. Одна из возможностей состоит в том, что поля в масштабах, определяющих гравитационные взаимодействия, будут преобразованы в материю более низкого масштаба, которую в настоящее время невозможно обнаружить. Результатом будет как приток, так и отток из областей, содержащих большие массы, но в разных масштабах и с разными эффектами, притягивающий для материи, которая больше взаимодействует с притоком, и отталкивающий для материи, которая больше взаимодействует с оттоком.
В человеческом масштабе, я полагаю, мы должны представить, что нас давит поток чего-то, что не то же самое, что материя, это гравитационное поле, если хотите, и, конечно, не эфир, метафорически всасываемый в землю. как пища для фундаментального энтропийного процесса. Какие бы выхлопы ни были в результате этого процесса, они взаимодействуют с нами настолько меньше, что практически не обнаруживаются в масштабах, близких к человеческим, но обнаруживаются либо в очень больших, либо в очень малых масштабах.
Как я уже сказал, спекулятивный, а также лишь очень малая часть всего энтропийного процесса. Я могу получить несколько или даже много отрицательных голосов, но притворитесь на мгновение, что мы пьём кофе. Я совсем не следил за Verlinde и другой литературой по энтропийной гравитации, поэтому я не знаю, было ли что-то подобное этой модели предложено в математической форме, которая потребовалась бы для того, чтобы ее можно было опубликовать (хотя она определенно опубликована). недостаточно, чтобы сделать это не спекулятивным).
Если вы попросите объяснить установленную математику общей теории относительности, я думаю, что единственный возможный в настоящее время ответ — это спекуляция. ОТО больше основана на эмпирических принципах, чем на моделях, которые можно считать объяснительными (что я говорю без предрассудков, поскольку считаю, что эмпирически подкрепленные принципиальные теории предпочтительнее более или менее специальных моделей, за исключением неуловимого вопроса: того, как представить эффективные новые эмпирически подтвержденные принципы). Я отмечаю, что lurscher не отвечает на ваш запрос объяснений .
Когда я был школьником, наш учитель физики спросил однажды одну из наших блестящих учениц (девочку) что-то вроде: «Какова природа гравитации?». Она подумала немного и ответила: «Я не знаю. А что это такое? Наш учитель ответил: «Если бы я знала...»
Пока гравитация не выводится из других свойств природы, ее следует рассматривать как фундаментальный закон. Мы можем изучать его свойства, но мы не можем задавать такие вопросы — только по определению основного закона. Это как аксиома - это дано как таковое.
Совершенно неверно, что гравитация всегда притягивает. На самом деле, если бы она всегда была притягательной, Вселенная не расширялась бы ускоренными темпами прямо сейчас и не возник бы инфляционный период.
В настоящее время единственным известным источником компонентов расширения гравитации является космологическая постоянная, которая, кстати, является именно той физической величиной, которую наши теории не могут предсказать в наибольшей степени: 120 или 60 порядков, в зависимости от того, кого вы спросите.
В общей теории относительности, в общем, но мы можем рассмотреть самый простой случай сферически симметричного гравитационного поля, гравитация всегда притягивает, пока вы находитесь в состоянии покоя по отношению к гравитационному полю. Однако, если вы движетесь по отношению к гравитационному полю, гравитацию иногда можно считать «отталкивающей». Если вы падаете радиально, из первоначального состояния покоя на большой высоте вы сначала ускоряетесь к центральной массе. Однако вы достигнете точки, если центральная масса достаточно компактна, как черная дыра, где вы начнете замедляться, и когда вы будете бесконечно близки к «радиусу Шварцшильда», вы будете двигаться бесконечно медленно. Это все, если за вашим движением наблюдают со стороны удаленного наблюдателя.
В классическом понимании гравитация станет «отталкивающей», как только вы начнете замедляться. Причина этого замедления заключается в том, что в отличие от «классической ньютоновской механики», где сила только увеличивает импульсы за счет увеличения скорости, и ускорения частиц в ускорителе, где электромагнитная сила увеличивает импульсы за счет увеличения «коэффициента Лоренца», устанавливающего скорость света является пределом скорости, в общей теории относительности у вас есть третий эффект, заключающийся в том, что скорость света (опять же, измеренная удаленным наблюдателем) вокруг сферически симметричного распределения массы уменьшается с радиальным расстоянием.
Гравитационная сила всегда будет «притягивать», если вы приближаетесь к черной дыре в том смысле, что ваша скорость как часть местной скорости света постоянно увеличивается, но ваша скорость, наблюдаемая удаленным наблюдателем, будет увеличиваться, если вы получите Достаточно близко к черной дыре неизбежно начнет уменьшаться, и в этом смысле гравитация станет «отталкивающей».
Кроме того, на практике НАСА/Лаборатория реактивного движения использует силу в правой части этого выражения для имитации релятивистских эффектов в слабых полях нашей Солнечной системы:
Вы можете видеть, что это становится отталкивающим, даже если вы не двигаетесь относительно центральной массы на радиальном расстоянии что вдвое больше радиуса Шварцшильда в координатах Шварцшильда.
Если вы двигаетесь радиально внутрь, это становится отталкивающим, если я не ошибаюсь, в:
Обратите внимание, что JPL использует приведенное выше выражение только в слабых полях нашей Солнечной системы, оно дает правильное значение так называемой «аномальной прецессии перигелия», но не должно работать в пределе сильного поля. Выражение представлено под номером 4-61 на странице 4-42 в официальной документации Формулировка для наблюдаемых и вычисленных значений типов данных сети дальнего космоса для навигации .
Обратный квадрат, по-видимому, является следствием сохранения импульса. Для двух частиц на орбите Ньютон показал, что орбита плоская, а Бертран https://en.wikipedia.org/wiki/Bertrand%27s_theorem показал, что силы между ними должны быть либо обратным квадратом k/r^ 2 или космическая пружина/закон Хука. Таким образом, закон всемирного тяготения Ньютона и закон Кулона исходят из сохранения импульса.
Также стоит отметить, что можно показать, что закон Гука выходит за пределы / предельный случай обратного квадрата в случае «тесноты», когда взаимодействующих слишком много, а пространство для перемещения очень мало. Это можно легко показать, взяв три частицы вдоль линии, взаимодействующей под обратным квадратом, и подтолкнув середину, удерживая концевые частицы неподвижными. Если принять, что заряда с нулевой массой не существует, то отсюда следует и закон Кулона.
Даже без помощи теоремы Бертрана можно вывести уравнение Максвелла только из уравнения сохранения заряда и его уравнения непрерывности. См. этот регистр и цитату: https://pdfs.semanticscholar.org/3251/31eadb62c8fdfdaaad7b21a308992ff3a4d2.pdf ''Мы показываем, как ковариантная форма уравнений Максвелла может быть получена из уравнения непрерывности для электрического заряда''. Ясно, что то же самое можно сделать, используя закон сохранения массы, и мы получаем из него гравитомагнитные уравнения.
В общем, уравнения Максвелла/гравитомагнитного поля работают как для сил притяжения, так и для сил отталкивания. Но если две массы заперты на орбите, они должны испытывать притяжение. Тот факт, что одинаковые массы притягиваются, а одинаковые электрические заряды отталкиваются, должен основываться на экспериментальных знаниях.
Новое исследование Массачусетского технологического института о новой дальнодействующей силе притяжения, связанной со вращением. https://www.youtube.com/watch?time_continue=10&v=1ZZcgBmS5W4
Гравитация не всегда привлекательна:
Гравитация считается слабой бурильной силой. Но если вы получите быстро вращающиеся черные дыры и сильные гравитационные волны, взаимодействующие друг с другом, то вы можете получить эффекты «отталкивания и притяжения», возникающие из-за чисто гравитационных сил.
Таким образом, отталкивающая гравитация не существует в спокойном пространстве-времени, но если вы посмотрите, что происходит, когда вы направляете гравитационную волну на быстро вращающуюся черную дыру, вы обнаружите, что незначительное изменение частоты от идеального уровня позволяет вам оттолкнуть дыру. от вас (когда ч.д. поглощает волну) или притягивает ее ближе (когда ч.ч. добавляет энергию лучу излучения посредством сверхизлучения).
См.: http://arxiv.org/pdf/1312.4529v2.pdf - рисунок 4. С гравитационной волной
Работа:
диполь +- <--- некоторое расстояние ---> +- диполь
Два диполя всегда притягиваются (или диполь и другой заряд). Если они такие +- ... -+ или -+ ...+- диполи будут вращаться и конфигурация станет привлекательной +- ... +- или -+ ... -+ .
Они подчиняются соотношению 1/r³.
Если вы можете учесть, что внутри барионов (нейтронов, протонов) может существовать конфигурация диполей, у вас есть ответ. (читайте книгу Дугласа Пинноу «Наша резонансная Вселенная». Это монография модели частиц, в которой это происходит).
Как перейти от 1/r³ к 1/r²? Интегрируйтесь по пути.
Почему? Изучите концепцию поляризуемого вакуума.
Все согласны с тем, что гравитация — это не электромагнетизм, но в этом смысле она всегда привлекательна. И мне нравится это.
Но порядок величины гравитации
(более или менее, по памяти) ЭМ, так как же это может быть ЭМ?
Можете ли вы найти два ЭМ-излучателя в каждом диполе, противоположные фазе (один +, другой -) очень близко друг к другу? Да, излучаемое электромагнитное поле должно быть очень слабым.
(Связь с ЭМ гораздо более убедительна, ИМО, чем связь с термодинамикой или чем-то еще...)
пользователь68