Скорость гравитации

Рассмотрим два объекта, представленных на рисунке ниже. Объекты имеют равные массы и разделены расстоянием в 60 световых секунд.

Предположим, что мы переместили левый объект на 3 световых секунды влево за 30 секунд. Это требует затрат энергии, скажем, равной X. Изменение потенциальной энергии также равно X.

Теперь правый объект еще не «знает», что левый объект был перемещен. Левый объект был перемещен 30 секунд назад, и этой информации требуется 60 секунд, чтобы достичь правого объекта.

У нас есть 2 варианта:

О : Теперь мы можем переместить нужный объект на 3 световых секунды вправо со скоростью 0,1с.

B: Мы можем переместить его с той же скоростью и на то же расстояние позже, скажем, через 60 секунд.

Ясно, что случай A требует того же подвода энергии, что и при перемещении левого объекта = X. Это потому, что правый объект все еще «думает», что левая масса находится на том же месте.

В случае B правый объект «знает», что левая масса была в движении, поэтому нам потребуется меньше энергии для ее перемещения. Требуемая энергия < X.

Конечное состояние в A и B одинаково. Почему этого можно достичь с помощью 2 различных энергозатрат? Если мы выберем метод А, увеличение потенциальной энергии будет меньше, чем потребление энергии Х. Где недостающая энергия?

Может быть, «скорость гравитации» бесконечна?

2 объекта

«Может быть, скорость гравитации бесконечна?» не имеет смысла, если рассматривать гравитацию как искривление пространства.
гравитационные волны распространяются с конечной скоростью.
Для перемещения любой массы вам нужна точка стояния. Фиксированной точки стояния нет, поэтому, если вы переместите массу влево, ваша точка стояния переместится на такое же расстояние вправо, умноженное на отношение масс, что означает, что ваш центр масс останется на месте.
Я думаю, что проблема заключается в слове « сейчас » в предложении А , так как оно подразумевало бы одновременность между событием «конец движения слева» и «начало движения справа».

Ответы (2)

«Конечное состояние в A и B одинаковое». Это заблуждение. Полное состояние должно включать потенциальное поле гравитационного поля. Если вы делаете что-то через А, возмущение потенциального поля еще не распространилось на крайнее правое тело, поэтому поле потенциальной энергии еще не установилось.

Еще через несколько секунд возмущение достигнет самого правого тела и, оставаясь на том же месте, отдаст энергию (к какой бы руке оно ни держало его там, так оно и останется там, так что в конце концов вы воспроизведете ситуацию). после метода Б.)

Таким образом, вы не можете сказать, что ситуация одинакова, пока вы не дождетесь, пока потенциальное поле «успокоится» и будет одинаковым в обеих ситуациях.

Для слабых гравитационных полей можно также ввести понятие энергии поля, которое действительно различается в обоих случаях.

Чтобы рассчитать, что происходит в этой ситуации, вам нужно соответствующим образом просчитать, как меняется гравитационное поле. Это требует использования общей теории относительности. Хуже того, общая теория относительности требует локального сохранения плотности энергии и импульса, которые (к сожалению) не сохраняются в предлагаемом вами мысленном эксперименте. Это не означает, что нельзя предлагать мысленные эксперименты. Но все это довольно сложно (общая теория относительности довольно сложна) и подразумевает множество гравитационных волн и тому подобного. И энергия будет сохраняться, только если учесть гравитационные волны, уходящие в бесконечность.

На самом деле, двойные пульсары (поищите их, например, в Википедии) демонстрируют подобные эффекты и подтверждают общую теорию относительности и существование гравитационных волн. И люди думали о ситуациях, в которых важны высокоскоростные движения гравитирующих тел, но они довольно сложны. Один тип ситуации, на который вы могли бы обратить внимание (если хотите), — это слияние черных дыр, при котором черные дыры движутся довольно быстро, генерируют множество гравитационных волн и показывают, что может произойти, когда гравитирующие объекты движутся быстро. Обе ситуации, но особенно последняя, ​​довольно трудно поддаются лечению.

Скорость гравитации
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v