Будучи математиком, мне интересно, была ли попытка слепо аппроксимировать формулу гравитационного притяжения, которая соответствовала бы данным , основанным на «нормальной» материи, которую мы можем видеть, плюс то, что мы не можем, но можем разумно ожидать, например, черные дыры , пыль и т.д.? Я говорю о неограниченной аппроксимации, которая может принимать отрицательное значение, независимо от того, насколько нелепым это может показаться, просто чтобы посмотреть, сможем ли мы найти подходящее и попытаться разобраться в этом.
Моему необразованному мозгу кажется, что гипотеза Темной Материи по существу идентична гипотезе планеты Вулкан, то есть мы предполагаем, что понимаем гравитацию, поэтому мы объясняем странное поведение массой, которую мы еще не обнаружили (только на этот раз мы обманываем, предположив, что масса не поддается обнаружению). ). Кроме того, мы знаем о силах, которые не подчиняются законам обратных квадратов и могут эффективно притягивать или отталкивать в зависимости от расстояния (ядерные силы). Итак, у нас есть прецедент того, как мы ошибались в отношении гравитации (несмотря на предшествующие успехи в экспериментах, например, обнаружение Нептуна) и примеры сил, которые ведут себя иначе, чем гравитация... так что, возможно, давайте просто предположим, что гравитация бросает вызов нашей интуиции, попробуем сопоставить формулу с наблюдения и посмотрим, сможем ли мы понять это оттуда?
Извините, если это не место для таких любительских вопросов - пожалуйста, дайте мне знать, куда я могу обратиться с этим. Спасибо!
Просто чтобы уточнить, я специально спрашиваю о подходах, которые выводят уравнения не из логических интерпретаций данных, а непосредственно из данных . Как таковая, например, МОНД не подходит, потому что она вытекает из ньютоновских интерпретаций и просто добавляет дополнительную часть сверху, наследуя все ограничения ньютоновских формул (например, идея о том, что гравитация всегда притягивает, а не отталкивает).
Я буквально спрашиваю, пытался ли кто-нибудь ( недавно, когда проводятся новые измерения ) передавать объемные данные, как показано ниже, в массив алгоритмов аппроксимации, чтобы увидеть, дает ли какой-либо из них что-то, что соответствует данным:
Положение объекта | Масса объекта | Видимый вектор G |
---|---|---|
... где положение и вектор ускорения находятся в любой системе координат, что упрощает расчеты, а объекты агрегируются по мере необходимости (например, вместо 400 миллиардов звезд на галактику вместо этого поместите скопления звезд как отдельные объекты).
Да, именно так работает модифицированная ньютоновская динамика (МОНД) . Замечено, что ньютоновская механика очень хорошо работает при больших ускорениях, но предлагается специальная поправочная функция к ньютоновской гравитации при малых ускорениях. Эту функцию можно настроить таким образом, чтобы кривые вращения галактик можно было объяснить без необходимости в темной материи.
Изменить в ответ на отредактированный вопрос:
Обратите внимание, что объяснение кривых вращения, конечно же, является лишь одним из эмпирических ограничений. А MOND плохо справляется с другими.
Если вы ищете некий универсальный гравитационный закон, объясняющий все возможные эмпирические наблюдения за движением звезд и галактик (что является лишь одним из ограничений, которым должна удовлетворять любая теория), без темной материи, то, боюсь, его не существует (афаик ).
Любой подход к универсальной теории того, как работает гравитация, конечно же, должен быть идентичен (или, по крайней мере, очень похож) на ньютоновскую гравитацию обратных квадратов вне режима очень сильных или очень слабых ускорений (как это и есть в общей теории относительности). потому что существует множество наблюдательных данных, которые показывают, что простая ньютоновская гравитация очень хорошо работает в этих случаях.
В зарождающихся теориях гравитации считается, что темная материя присуща нормальной материи и пространству-времени. Это следствие взаимодействия между конформными полями в 5-мерном пространстве-времени анти-де Ситтера и 4-мерном пространстве-времени (нашем), которое оно заключает. Эта теория (вопреки MOND) существует, даже если (предполагаемое) движение, вызванное темной материей, не наблюдалось. В этом отношении она предпочтительнее теорий темной материи, которые действительно вызывают вулканоподобные ситуации. См., например, эту статью. Так объясняется даже сама нормальная гравитация.
Я не уверен, уместно ли добавить еще один ответ, но, поскольку вопрос был отредактирован, чтобы сделать его намерение более ясным, я полагаю, что да.
Позвольте мне объяснить, почему это не так, как это делается. Чтобы упростить ситуацию, рассмотрим движение частицы, падающей на Землю. Можно взять некоторое количество этих частиц с различными массами и провести на них измерения.
Что-то вроде того, что когда-то сделал Галилей в своем эксперименте с башней. Галилей, сказавший, что единственный способ прочесть Вселенную — это выучить язык математики, считается, что он выбросил из Пизанской башни два массивных шара и тем самым показал, что все массы падают одинаково. Сферы достигли земли одновременно, отсюда и вывод. Эксперимент опроверг гипотезу Аристотеля о том, что падение предметов зависит от их массы. По его словам, если бросить два предмета, более тяжелый упадет на пол раньше, чем легкий. Это действительно имеет место для многих различных объектов, когда вы позволяете им падать на землю. Перо в конечном итоге будет иметь меньшую скорость, чем маленький свинцовый шарик той же массы. Тяжелые предметы, по сравнению с легкими сравнимых размеров, обычно требуется меньше времени, чтобы достичь Земли, чем легкие (из-за сопротивления воздуха). Аристотель ничего не знал о сопротивлении воздуха (как мы ничего не знаем о темной материи) и поэтому считал, что гравитация действует по-разному для разных масс.
(Предполагаемые) измерения времени падения, сделанные Галилеем, были сделаны, хотя уже ожидалось действие гравитации. Измерения были экспериментом, чтобы подтвердить (или опровергнуть) это.
Теперь он мог бы провести множество экспериментов с большим количеством падающих предметов. Он мог бы использовать разные массы и формы, разные начальные скорости и положения и проводить эксперименты в разных местах и при других обстоятельствах. Это привело бы к огромному количеству данных: ряды начальных положений, начальных скоростей, ряды масс и форм, ряды времен, скоростей и положений, ряды обстоятельств и ряды местоположений. Если бы данные были упорядочены в правильном порядке (для чего не нужно делать никаких теоретических предположений о гравитации) и если бы у него были возможности, подобные квантовому суперкомпьютеру, он мог бы искать связь между данными. Как найти алгоритм? Ну, он мог бы сделать визуализацию данных. Если бы у него были сегодняшние математические знания (дифференцируемые функции увидели свет только после рождения Ньютона), он мог бы использовать свои знания о графической форме функций, чтобы увидеть, является ли какая-либо из них (или функция функции, скажем, сумма) совпало с данными. Если бы он нашел какое-либо функциональное соответствие, он мог бы начать теоретизировать о гравитации (или об обстоятельствах эксперимента).
Сомневаюсь, что это делается на практике. Теперь это именно ваш вопрос, но я просто отвечаю, чтобы заявить, что на практике этот способ действий не применяется. Чистое обнаженное наблюдение не может быть отделено от теории. То есть эмпиризм и теория не могут быть разделены. Даже в случае измерения времени, расстояний, позиций, скоростей или масс вы уже делаете теоретическое предположение (например, что все скорости относятся к перемещению в пространстве, тогда как само пространство может расширяться).
Теперь, как видно, он могбыть сделано таким образом. То есть измерение масс, скоростей и положений (и расстояний) различных небесных объектов, после чего вы ищете функциональную связь между ними, но в основном это делается наоборот. Кроме того, это заняло бы очень много времени, хотя компьютер мог бы справиться с этой работой. Так что в случае с темной материей компьютер выдаст функциональную связь между данными (тот, который лучше всего соответствует этим данным). Это соотношение будет неоспоримым (хотя это спорно!). Чтобы выяснить, как возникают эти функциональные отношения между данными, необходима теория. Это может изменить саму Природу измеряемых вами величин (таких как масса, скорость и пространство), тем самым изменив Природу ваших предположений, сделанных при измерении (например, пространство-время является Евклидом).
Итак, опять же, это можно было бы сделать, но полностью отделить эмпиризм от теории невозможно.
Папа Кропоткин
Папа Кропоткин
Папа Кропоткин
создатель планет
создатель планет
Джеймс К.
Питер Эрвин
Яцек Колодзейек
Яцек Колодзейек
Яцек Колодзейек
Яцек Колодзейек
ПрофРоб
Яцек Колодзейек
Яцек Колодзейек