Представьте себе двумерный мир, в котором есть только два электрона. Они установлены прямо рядом друг с другом. Конечно, сразу же они начнут расходиться, отталкиваясь. Мой вопрос в том, что когда они ускоряются, у них больше энергии и, следовательно, больше гравитационное поле, поэтому есть ли момент, когда они снова соберутся вместе?
Релятивистская масса — странная концепция, создающая много проблем. Я описываю, что такое масса на самом деле, в этом моем посте.
Имея это в виду, масса постоянна, даже когда частица ускоряется. Именно на эту инвариантную массу действительно действует гравитация, поэтому в вашем примере гравитация станет слабее с разделением, потому что масса в действительности остается постоянной.
Я расскажу о трехмерном пространстве.
Если у вас есть ньютоновская гравитация, то источником выступает только масса покоя, и это мгновенное действие на расстоянии типа силы. Вы не получите большей силы, если они будут двигаться быстрее. Но они по-прежнему будут излучать электромагнитно, так что будет электрическая сила, раздвигающая их, и гравитационная сила, сталкивающая их вместе, плюс, возможно, другие эффекты, чтобы украсть откуда-то некоторую энергию, чтобы обеспечить энергию излучающего поля. Технически поля Шотта также содержат энергию, хотя они слишком быстро падают, чтобы унести энергию в бесконечность, поэтому подробный энергетический баланс требует обмена энергией с полем Шотта, а также с полем излучения. Но теперь мы приближаемся к ответу с помощью общей теории относительности.
Давайте не будем использовать ньютоновскую гравитацию и вместо этого воспользуемся общей теорией относительности. Теперь любая возможная энергия, импульс, напряжение и давление действуют как источник гравитации, включая энергию, импульс, напряжение и давление частиц, а также энергию, импульс, напряжение и давление электромагнитного поля.
Сразу возникает несколько проблем. Во-первых, в плоском пространстве энергия электрического поля точечной частицы бесконечна. В общей теории относительности дела обстоят не лучше. Если вы сконцентрируете частицу массы в область с площадью поверхности менее тогда он раздавит себя в сингулярность. А если черная дыра имеет заряд электрона, то не будет экранирующего ее горизонта событий, теория развалится. И если вы попытаетесь придать ему какое-то механическое вращение, чтобы избежать этого, тогда, если вы придадите ему достаточное вращение, чтобы представить квант спинового углового момента, которым обладают электроны, тогда вы только усугубите ситуацию, этого достаточно, чтобы избавиться от горизонт событий, даже если бы не было электрического заряда, так что это не помогло.
Всего этого можно избежать, если заменить электроны сферами, достаточно большими, чтобы не образовывались сингулярности. Но вам нужно добавить некоторую силу, чтобы удержать его вместе (чтобы он не разлетелся на части), и эти новые силы также будут способствовать гравитации. Но вы можете отрегулировать голую массу оболочки, чтобы компенсировать это.
Итак, у вас есть несколько гипотетических оболочек с гипотетической массой и гипотетическим зарядом. Они гравитационно притягиваются друг к другу, а электрически отталкиваются. Но электрическое поле по-прежнему распространяется через пространство между ними. И в этом еще есть энергия. Так что они не просто гравитационно притягиваются друг к другу, они также гравитационно притягиваются к «пустому» пространству вокруг них и между ними.
И вот что важно. Откуда взялась вся эта кинетическая энергия от ускорения? Она исходила из самой энергии электрического поля. Поэтому, когда оболочки ускоряются по мере удаления друг от друга, электрические поля изменяются таким образом, что у них становится меньше энергии. И именно энергия поля падает именно там, где заряд ускоряется. Так что на самом деле энергия полей течет к зарядам, а затем превращается из энергии поля в кинетическую энергию.
Таким образом, в действительности была некоторая энергия, которая была более рассеяна (в полях) и становилась более локализованной в сферах по мере того, как они ускорялись (набирали кинетическую энергию). Значит, энергия появилась не из-за электрического отталкивания. Он просто переходит с полей на сборы.
Если вы упростите анализ, просто сказав, что энергия разбросана, и теперь она более сконцентрирована, и относитесь к энергии как к массе для гравитационных целей (не совсем точно, поскольку импульс и напряжение также являются источниками гравитации). Затем эффективно переместили массу вокруг и между ними, чтобы они оказались в оболочках больше, чем раньше. Теперь их будет тянуть друг к другу сильнее. Но этот предел, когда они уходят далеко, и этот уровень притяжения, это то, что мы назвали массой. электрона. И там мы знаем, что электрическое отталкивание оболочки 1 сильнее, чем гравитационное притяжение оболочки 1 в этой системе отсчета, поэтому оболочка 1 действительно начинает удаляться в этой системе отсчета. А shell2 уже отдалялся в том кадре. Аналогично в рамке shell2. Так что они действительно отдаляются друг от друга. Таким образом, независимо от кадра, расстояние между ними со временем увеличивается. Так они не останавливаются.
Обратите внимание, что мы пренебрегли радиационными эффектами, а в общей теории относительности помимо электромагнитного излучения есть гравитационное излучение.
лимон