Я притягиваю Плутон?

Мой вопрос прост: как следует из названия, оказываю ли я гравитационную силу на удаленные объекты, например, на Плутон? Хотя это очень маленькая сила, она есть, верно?

Это приводит меня к вопросу: оказываю ли я гравитационное воздействие на все во Вселенной, например, на самую дальнюю галактику, о которой мы знаем?

Ответы (6)

В то время как атомы, из которых состоит ваше тело, оказывают гравитационное воздействие на очень удаленные объекты, вы как сущность оказываете гравитационное воздействие только на объекты, находящиеся на расстоянии примерно 14 световых лет (при условии, что возраст, указанный в вашем профиле, верен).

Потому что «скорость гравитации» — это скорость света. И по направлению к внешнему краю этой сферы силы контролируются вашей массой при рождении, а не вашей текущей массой.

Помимо шуток, этот ответ просто неверен . Это показывает, что третий закон Ньютона не может быть сохранен в его классической форме в релятивистской теории. Для двух тел, находящихся на расстоянии многих световых лет, не может быть одновременных равных и противоположных сил, которые они действуют друг на друга (под действием гравитации или иным образом); это должен быть один объект прошлого, взаимодействующий с другим в настоящем , и наоборот , что создает всевозможные проблемы, как упоминалось в комментариях. Вместо этого нужно использовать промежуточное звено (гравитационного) поля с объектами, мгновенно взаимодействующими с ним.
@MarcvanLeeuwen, можете ли вы расширить это до ответа?
@MarcvanLeeuwen Люди играли с запоздалыми ньютонианскими теориями, и у них есть некоторые интересные свойства (например, все еще генерирующие эллиптические орбиты). Конечно, в полной релятивистской теории полем игры является пространство-время. И, конечно, язык напрягается, пытаясь выразить эти отношения. Комментарий JS о локусе притяжения, конечно, удачен.
@IvoBeckers Вы абсолютно правы. Его масса существовала на земле задолго до его рождения, хотя и в других формах и гораздо более рассеянном смысле, но существовала. Напоминаю всем, что Земля не становится тяжелее каждый раз, когда кто-то рождается...
Этот ответ, хотя и поднимает вопрос, который, вероятно, представляет интерес для ОП, просто неверен . Вопрос не в том, «Влияет ли сейчас мое тело на Плутон ?» Вопрос в том, влияет ли это на Плутон.
(Я хотел сказать в более общем плане: «Вопрос не спрашивает: «Влияет ли мое тело сейчас на удаленные тела ?»… на самом деле вопрос спрашивает: «Влияет ли мое тело на удаленные тела?» Конечно, Плутон совсем рядом. )
"скорость гравитации" - это скорость света... Правда?
@JoeBlow на самом деле вопрос заключается в том, насколько далеко распространяется влияние. Он приводит два примера далекого, которые представляют интерес. Поскольку скорость света связывает время и пространство, вполне разумно превратить вопрос о далеком в вопрос о том, когда. Однако событие рождения менее разумно, так как оно гравитационно незначительно. Если бы мы говорили о том, когда ваша масса превратилась из энергии в массу...
Плутон находится всего в 4,5 световых часах от нас.
@JoeBlow - Есть 2 вопроса: влияет ли мое тело на Плутон и влияю ли я на все во вселенной. Ответ сначала различает составляющие атомы в вашем теле и «вас» как сущность. Имея дело только с вашими атомами, он утверждает, что влияние распространяется на большое расстояние (подразумевается, намного большее, чем 14 световых лет). Даже имея дело с «вами» как с сущностью, он замечает, что влияние простирается на 14 световых лет. Поскольку Плутон намного ближе, отсюда следует, что тело ОП действительно влияет на Плутон и отвечает на ограниченный вопрос, который вы поднимаете.
@dmckee, «Люди играли с запоздалыми ньютонианскими теориями, и у них есть некоторые интересные свойства (например, все еще генерирующие эллиптические орбиты)». Я думаю, что запаздывающие силы приводят к спиралевидным, а не замкнутым эллиптическим орбитам. Не могли бы вы добавить ссылку на статью, посвященную отсталым ньютоновским теориям?
@JánLalinský Я сейчас далеко от своей библиотеки, поэтому пройдет некоторое время, прежде чем я смогу даже найти такую ​​​​справку, но ... почему вы ожидаете спиралевидного поведения, учитывая, что замедление, присутствующее в Солнечной системе, составляет минуты или часы. длинная?
@dmckee Потому что пара заряженных частиц, испытывающих взаимное запаздывание сил, движется вниз по спирали. Однако запаздывающие силы гравитации могут быть разными.
@jan Классически ожидаемая нестабильность атома возникает из-за излучения, вызванного ускоряющим электроном, а не из-за замедления силы.
@dmckee, нестабильность атома - интересная проблема, связанная как с излучением, так и с силовым замедлением, но теперь меня интересуют запаздывающие ньютоновские теории, о которых вы упомянули. Запаздывающие электромагнитные взаимодействия между двумя заряженными частицами приводят к спиралевидному движению, см. статью Синджа «Об электромагнитной проблеме двух тел» , jstor.org/stable/97589. Было бы интересно, если бы аналогичная гравитационная модель вела себя по-другому.
@dmckee, теперь, когда прошло некоторое время, 4 месяца, ты сейчас рядом со своей библиотекой? Итак, вы можете сказать какую-нибудь ссылку?
@ JánLalinský Хм ... извините за долгую задержку. После того, как мое первоначальное чтение не смогло найти ссылку, я ожидал, что отложу проблему в сторону. Я до сих пор не нашел то, что, как я думал, вспомнил и могу ошибаться. Однако я нашел arxiv.org/abs/1501.07572 . Автор этого препринта не имеет аффилиации, а статья не цитируется, поэтому я не решаюсь полагаться на нее, но в ней заявлена ​​ссылка на IJ Good. в амер. J. Phys , 43:640-41, 1975, так как не имеет инспиральной спирали. У меня сейчас нет времени заниматься этим вопросом.
@dmckee, спасибо за ссылку, выражение силы гравитации, использованное автором, интересно, поскольку оно является ковариантным по Лоренцу, но в нем отсутствуют члены 1/r. Это, по-видимому, означает, что, в отличие от электромагнитной теории, можно иметь релятивистскую теорию взаимодействия с запаздыванием, но без излучения, поэтому система двух тел может быть стабильной.
@ JánLalinský, правильная проблема двух тел в общей теории относительности действительно закручивается внутрь из-за гравитационного излучения. Время вдоха больше, чем возраст Солнечной системы, и имеет меньшее влияние, чем возмущения других планет, поэтому все просто игнорируют его. Открытие гравитационного излучения от слияний черных дыр свидетельствует о том, что это действительно происходит.

Масса, из которой состоит ваше тело, и все, что находится внутри вашего тела, притягивает Плутон. Если бы вас не существовало, то эта масса приняла бы другие формы и по-прежнему притягивала бы Плутон на ту же величину. Не хочу обидеть, но вы знаете, откуда взялась вся ваша масса, и куда она уходит. Вероятно, он был бы в одной из этих форм, если бы вы не были зачаты, и все равно притягивал бы Плутон. На Плутон никак не влияет тот факт, что вы живы.

Предположим, что у вас есть масса 60   к грамм . Плутон 7,5 × 10 9   к м прочь, что составляет 4,5 световых часа. масса Плутона 1,3 × 10 22   к грамм .

Сила, которой вы притягиваете Плутон (и Плутон притягивает вас), такова:

Ф знак равно грамм М 1 М 2 д 2 знак равно ( 6.7 × 10 − 11   м 3   к грамм − 1   с − 2 ) 60   к грамм ( 1,3 × 10 22   к грамм ) ( 7,5 × 10 12   м ) 2 знак равно 9.2 × 10 − 13   Н
Для сравнения, это сила, которую примерно 100 бактерий оказали бы на вашу руку, если бы вы взяли их в руки.

Хотя на других плакатах упоминается ваш световой конус, я сомневаюсь, что ваша масса значительно изменится в течение 4,5-часового периода. Технически, сила, которую вы оказываете на Плутон прямо сейчас , равна вашей массе 4,5 часа назад. Не ешьте и не ходите в туалет 4,5 часа, и все будет в порядке.

ОТЛИЧНЫЙ ответ! Я бы посоветовал вам внести одно небольшое изменение: «*На Плутон никак не влияет тот факт, что вы живы, если только вы не покинете планету или не изобретете технологию искусственной гравитации ». :)
«Плутон никоим образом не зависит от того, что вы живы» не может быть строго верным, не так ли? Тот факт, что я жив, позволяет мне ходить по гостиной, что влияет на гравитационное поле. Так что комментарий @OMY нужно немного расширить с «если вы не покинете планету» до «если вы не будете двигаться иначе, чем компоненты вашего тела двигались бы в любом случае».
Если вы не Алан Стерн , я придерживаюсь утверждения, что на Плутон никак не влияет тот факт, что вы живы!
@WillO Но любые изменения, которые вы вносите в центр масс Земли, будут соответственно компенсированы небольшими изменениями орбиты Земли, не так ли? Сохранение центра масс в одной и той же точке?
@Joe: Точка принята. Но тогда тот же аргумент должен применяться, даже если вы покинете землю, не так ли?
@WillO Ну, если ты полностью покинешь Землю, Земля перестанет компенсировать твои изменения, не так ли? Признаюсь, я не физик...
@OMY Не имеет значения, покинули вы планету или нет ... и, поскольку это физика , давайте опустим искусственную гравитацию, а?
@joe: но кое - что компенсирует твои изменения...
Пища, которую он съест (или экскременты, которые он потеряет) в течение 4,5 часов, уже оказывает влияние на Плутон. Ничего не меняется, кроме позиционирования, которое окажет гораздо меньшее влияние, чем 100 бактерий на вашей руке.
Пища, которую он ест, в конечном итоге содержит энергию солнца, которая оказывает влияние на Плутон массой/гравитацией (или массой/соусом). С тех пор как эта энергия переместилась с Солнца на Землю, ее воздействие на Плутон, вероятно, изменилось достаточно, чтобы иметь какое-то значение, по крайней мере, по сравнению со 100 бактериями. А может и нет. Насколько жирны ваши бактерии?
Плутон находится в 4,5 часах езды, но гравитационные волны распространяются со скоростью света от человека к Плутону и от Плутона к человеку. Поэтому они «встречаются» через 4,5/2 = 2,25 часа, а не через 4,5 часа.
@RaduMurzea - ​​Когда гравитационные волны встречаются, эти волны могут влиять друг на друга (эффекты интерференционного типа), но не на объекты, из которых они исходят. «Притяжение» каждого объекта должно достигать другого объекта на полном расстоянии.
Вы узнаете, когда Плутон начнет вращаться вокруг Урана
@dotancohen Я не согласен с тем, что Плутон не затронут. Если принять во внимание теорию хаоса, гравитационная сила ОП может иметь некоторые последствия в течение длительного периода времени по сравнению с тем, если бы он никогда не родился.
Сказав это, если передача импульса слишком мала, как указано в ответе графа Иблиса, теория хаоса может не подойти.
Афаик, ему нужно хотя бы дышать, иначе он не сможет сделать следующее измерение. :-)
@OMY «технология искусственной гравитации» невозможна ни сейчас, ни когда-либо :)

Давайте сделаем этот вопрос более значимым с практической точки зрения, спросив, можете ли вы изменить состояние Плутона, решив что-то сделать здесь. Как упоминалось в других ответах, Плутон чувствовал бы ту же силу из-за вашей массы, даже если бы вас не существовало, потому что материя, из которой вы состоите, все равно присутствовала бы на Земле. Тем не менее, вы все равно можете двигаться определенным образом, и тогда можно будет рассмотреть влияние такого выбора на Плутон.

Если вы двигаетесь, то расстояние между вами и Плутоном изменяется, если расстояние изменяется от д к д + ты , сила изменится. Если Ф ( р ) - величина силы, действующей с вашей стороны на Плутон, то имеем:

Ф ( д + ты ) − Ф ( д ) знак равно грамм М Плутон М Антонио [ 1 ( д + ты ) 2 − 1 д 2 ] ≈ грамм М Плутон М Антонио ( − 2 ты д 3 + 3 ты 2 д 4 )

Как указано в комментариях Дэна и Шигшаха, мы также должны учитывать, что Земля движется в противоположном направлении (на самом деле это только часть Земли, поскольку ее нельзя рассматривать как твердый объект, но это не имеет значения) здесь) центр масс не меняется, а изменение силы, действующей на Плутон, за счет всех изменений, вызванных прыжком, имеет первый порядок ты из-за изменения центра масс. Итак, как указал SchighSchagh, нет чистого вклада первого порядка.

Таким образом, ведущий эффект на Плутон обусловлен членом второго порядка. Тогда вклад из-за отдачи Земли можно игнорировать, потому что квадрат смещения, умноженный на массу Земли, теперь подавляется отношением масс Антонио и Земли по отношению к вкладу Антонио. Таким образом, мы имеем:

Ф ( д + ты ) − Ф ( д ) ≈ 3 грамм М Плутон М Антонио ты 2 д 4

Чтобы быть точным, мы должны принять во внимание, что изменение силы, которую сейчас испытывает Плутон, связано со значением ты около 4,5 часов назад, поэтому нам нужно использовать так называемое «запаздывающее» значение переменной. Предположим, что Плутон будет находиться над вами через 4,5 часа, и вы подпрыгнете на высоту час . Переменная ты в зависимости от времени будет иметь вид:

ты ( т ) знак равно − 2 грамм час т + 1 2 грамм т 2

за 0 ≤ т ≤ 2 2 грамм час грамм

Таким образом, составляющая импульса Плутона в направлении от Земли увеличится из-за скачка на величину:

Δ п Плутон знак равно 3 грамм М Плутон М Антонио д 4 ∫ 0 2 2 грамм час грамм ( 2 грамм час т − 1 2 грамм т 2 ) 2 д т знак равно 4 грамм М Плутон М Антонио 15 грамм д 4 ( 2 час ) 5 2

Подставляя сюда цифры, получаем:

Δ п Плутон знак равно 7,9 × 10 − 39 М Антонио 60  кг ( час метр ) 5 2  Ns

Итак, кажется, что Плутон оказывает очень небольшое, но реальное физическое воздействие. Однако, когда передается очень небольшое количество импульса, физическое состояние системы может вообще не измениться. Это связано с тем, что импульс системы не имеет точного значения из-за квантовой механики. Хорошим примером, где вы можете увидеть этот эффект в действии, являются некоторые варианты эксперимента с двумя щелями, где фотоны, проходящие через щели, будут отражаться от зеркал до того, как попадут на экран. Если импульс, сообщаемый зеркалам, изменит физическое состояние зеркала или остальной Вселенной, то интерференционная картина исчезнет, ​​потому что информация о том, какой путь выбрал фотон, в принципе будет существовать. Но в таких опытах интерференционная картина остается видимой,

Чтобы увидеть, имеет ли значение этот эффект, нужно дать приблизительное квантово-механическое описание движения центра масс Плутона. Очевидно, что если бы Плутон находился в каком-то собственном состоянии импульса, то небольшое изменение импульса вызвало бы изменение его физического состояния, но очевидно, что Плутон не находится в таком состоянии. Хорошее приближение получается следующим образом. Плутон не является изолированным объектом, он получает энергию от Солнца, его поверхность имеет температуру около 30 К. Таким образом, мы можем смоделировать его, предположив, что все степени свободы Плутона находятся в термальной ванне при температуре 30 К, а одна из эти степени свободы являются его центром масс. Затем происходит то, что из-за взаимодействия с термальной ванной квантово-механическая неопределенность импульса центра масс ограничивается примерно:

Δ п УК ≈ М Плутон к Т знак равно 2.3  Ns

Таким образом, центр масс можно изобразить как описываемый неизвестной волновой функцией, которая в импульсном пространстве имеет типичную ширину в несколько ньютон-секунд. Поскольку это намного больше, чем переданный импульс, состояние, в котором оно было бы, если бы вы не прыгнули, и состояние, в котором оно находится из-за прыжка, имеют перекрытие, которое почти идентично 1. Чтобы состояние изменилось однозначно, перекрытие между двумя состояниями должно быть равно нулю. С точки зрения вероятностей можно сказать, что Плутон не сможет определить, прыгнули вы или нет, с вероятностью почти 1.

Является ли «Ns» ньютон-секундами?
@TrevorAlexander Да, это ньютон-секунды.
Хороший ответ! Но вам также может понадобиться учесть проблему n-тел...
Хороший. Ответ Ферми на научно-популярный вопрос.
Я согласен с @Dan. Когда вы подпрыгиваете к Плутону, Земля одновременно «прыгает» в противоположном направлении. Поскольку центр масс системы Земля-Антонио сохраняется, сохраняется и притяжение системы Земля-Антонио к Плутону.
@SchighSchagh «Поскольку центр масс системы Земля-Антонио сохраняется, то и притяжение системы Земля-Антонио к Плутону» строго верно только со сферической симметрией. На самом деле создается крошечный диполь, который имеет ненулевой эффект (хотя и исчезает даже по сравнению с очень скромным эффектом, который Земля оказывает на Плутон в первую очередь).

Вы — и, что более важно, материя , из которой вы сделаны — часть Земли. 65-процентное содержание воды в вашем теле было частью океанов до вашего рождения и будет снова. Точно так же остальные 35% минералов и других веществ исходят от Матери-Земли. Таким образом, какое бы гравитационное влияние вы ни оказывали, оно одновременно незаметно и несущественно в контексте гравитационного влияния вашей родной планеты.

Теперь, если бы вы взяли свою массу, покинули Землю и «стояли» где-то еще в Солнечной системе (кроме Плутона), тогда вы, вероятно, оказали бы некоторое влияние, но опять же, это, вероятно, было бы незаметно для любых измерений, которые мы можем произвести.

ОБНОВЛЕНИЕ: недавнее открытие гравитационных волн напомнило мне об этом вопросе. Немного обдумав свой ответ, я понял, что мне нужно добавить небольшое дополнение...

Хотя в моем первоначальном ответе ничего не изменилось, читатель также должен учитывать, что Земля постоянно теряет массу со скоростью ~ 0,000000000000001 (~ 1,0E-15) % в год. Таким образом, ежегодно Земля теряет фемтомасштабное притяжение к Плутону, а вместе с этим человек, задавший вопрос, получает бесконечно малую долю притяжения по отношению к оставшейся массе Земли .

Кроме того, тело Плутона претерпевает те же изменения, что и Земля, за исключением того, что большая часть его атмосферы заморожена, поэтому, вероятно, он набирает чистую массу за счет добавления космической пыли. Таким образом, в далеком будущем Плутон, скорее всего, притянет Землю больше, чем наоборот. К тому времени тело первоначального вопрошающего будет древней пылью (все еще неотъемлемой частью массы Земли), и ответ в основном останется прежним.

Отчасти это дает совершенно новую перспективу лирике « Все, что мы есть, это пыль на ветру » .

Вопрос был не в том, достаточно ли велика сила, чтобы иметь значение. Дело в том, есть ли вообще сила.
@Mast: Я думаю (?) Смысл OMY заключался в том, что если бы ОП никогда не родился, сила, действующая на Плутон, была бы такой же, потому что вся материя, составляющая его тело, все еще была бы вокруг, просто в другой форме. Что неплохо, ИМХО.
@nikie Я не говорю, что не согласен с его точкой зрения, это просто не ответ на вопрос. am I exerting a force over for example PlutoОн, как человек, не Земля.
@mast - я думаю, что ответил «да» во втором абзаце, но только в том случае, если ОП удалится из своей исходной точки. В противном случае их влияние неопределенно по отношению к интегральной гравитации Земли.
Гравитационные волны и гравитационные волны - разные вещи... Я думаю, вы имели в виду последнее.
Я не знал, что @Chair, спасибо за исправление. Я отредактирую свой ответ соответственно.

Антонио --

уверен: ваша масса влияет на Плутон.

Вот ход мыслей, который может натолкнуть вас на эту удивительную концепцию:

Вы, наверное, согласны с тем, что Земля в целом влияет на Плутон.. верно?

Просто представьте, что земля разрезана на мелкие кусочки, каждый размером и массой примерно с вас, скажем, 100 кг.

(Как ни странно… их на самом деле НЕ ТАК МНОЖЕСТВО. Если вы разместите их по трем осям, на каждой оси будет примерно 50 миллионов.)

Итак, вы представляете Землю как множество «антониоподобных кусочков». На самом деле там около 10e23 ALP (ALP == Антонио-подобная пьеса!).

Теперь вы знаете и согласны с тем, что все это вместе… влияет на Плутон. Верно?

Итак, если вы подходите к этому способу смотреть на вещи, то, вероятно, легко увидеть, что, конечно же, вы (конкретный АПФ, то есть вы!) влияете на Плутон.

В конце концов, было бы нелепо говорить, что ваш АЛП «не» влияет на Плутон, а все остальные каким-то образом влияют . Верно?

Итак, это просто хороший способ взглянуть на такие «действительно удивительные» факты, как то, что ваш конкретный АПФ влияет на Плутон.

Теперь вот действительно интересная дальнейшая мысль. Для меня на самом деле совершенно удивительно , насколько СИЛЬНЫМ , да, я сказал СИЛЬНЫМ , всего один ALP.

Подумайте, какой чертовски большой Плутон и как быстро он движется. Невероятно, но для того, чтобы реально воздействовать на Плутон , достаточно всего набора ALP, который у нас есть здесь, на Земле . это... поразительно.

Не говоря уже о Солнце. У Солнца всего около 10e28 ALP (надеюсь, вам там не жарко!)

Но — совершенно невероятно — Солнце может «бросать» ПЛУТОН, ради бога (Плутон — это ВСЯ ПЛАНЕТА!!!!)…. Солнце может вращать Плутон по кругу с поразительной скоростью.

Представьте себе, что теоретически у вас есть провод или что-то такое, что могло бы БРОСАТЬ ПЛАНЕТУ ВОКРУГ. Я имею в виду, что это орехи, верно?

Но вам НУЖНО ТОЛЬКО около 10x28 себя, чтобы броситься вокруг Плутона - и на таком невероятном расстоянии.

Да, вы сейчас крутите Плутоном. Это безумие!

Я думаю, вы только что утверждали, что это удивительно, что крот из мелочи - это большое дело.

Простой ответ на оба вопроса: да , вы воздействуете на Плутон и на Вселенную. Под простым я подразумеваю, что вопрос о Плутоне рассматривается как проблема «двух тел» (и ничего больше). Этот ответ получается с использованием формулы, данной dotancohen.
Что касается вопроса о вселенной, должно быть легко увидеть, что тот же самый процесс может быть применен к вам и любому другому «телу» во вселенной. Следовательно, вы воздействуете на каждую вещь во вселенной пропорционально произведению вашей и других масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между вами и другими массами.

Я притягиваю Плутон?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v