Является ли невесомость на МКС «искусственной»?

Меня всегда интересовало следующее:

  1. Астронавт, плавающий внутри космического корабля, находящегося далеко от Земли или любой другой планеты, будет испытывать настоящую невесомость, потому что любая близлежащая планета испытывает незначительное гравитационное притяжение . Это верно?

  2. Но космонавт, плавающий внутри МКС, испытывает искусственную невесомость (я использую термин «искусственная», потому что это не следствие отсутствия гравитационного притяжения — Земля все еще там), потому что МКС постоянно свободно падает навстречу Земля, в то же время ускоряясь вокруг нее. Это верно?

Я имею в виду, что невесомость, которую испытал астронавт внутри МКС, не похожа на то, что чувствовал бы человек, если бы он стоял внутри лифта, который находился в свободном падении в течение длительного периода времени? Или, точнее, не похоже ли это на искусственную невесомость, создаваемую этими большими самолетами в невесомости? И мы почему-то забываем об этом, когда смотрим видео с МКС.

Или я совсем не прав?

IDK, если это дубликат, но здесь есть ответ: space.stackexchange.com/q/54006/6944 tl;dr это свободное падение. МКС находится очень близко к Земле и сильно подвержена влиянию ее гравитации.
Как я сказал в статье по ссылке выше, между этими двумя понятиями нет разумного различия, и вы должны перестать думать о них как о разных. Это фундаментальный принцип общей теории относительности, который гласит, что вы не можете провести эксперимент в закрытой системе, который позволит вам определить разницу между свободным падением и отсутствием гравитационного ускорения.
Ваш сценарий (1) **********никогда************ не происходит нигде во вселенной. Итак, согласно вашему определению, вся невесомость относится к «искусственному» типу.
Я бы поклялся, что читал точно такой же вопрос меньше месяца назад. Хотя найти не могу...
Между «искусственной невесомостью» и «отсутствием гравитации вообще» есть одно важное различие. В условиях «отсутствия гравитации» ведро Ньютона не сработает. Поскольку все системы отсчета эквивалентны, в таких условиях нет разницы между «статичным» ведром и «вращающимся». Чтобы установить невращающуюся псевдоособую систему отсчета, требуется гравитация других тел. Или, по крайней мере, это то, что я понял .
Слишком короткий для ответа, но поздравляю, вы открыли принцип эквивалентности (и ни один из ответов не удосужился произнести это имя...). :-) Загляните в Википедию, там довольно обширная статья.
@SF Является ли гравитация других тел ответственной за Ковш Ньютона, является спором среди теоретиков физики, который, вероятно, никогда не будет решен. Эксперимент показывает, что удаленные тела отмечают местную невращающуюся систему отсчета, но невозможно продемонстрировать причину и следствие. Не существует пустой вселенной, в которой можно было бы провести эксперимент.
@ Я тоже с Моникой, но я тоже не смог найти.
Все дело в системе отсчета. Человек Эйнштейна в падающем лифте не знает и не заботится о том, почему он невесом.
Однако ваш сценарий (1) встречается в подавляющем большинстве мест. Гравитационное притяжение быстро уменьшается по мере удаления от масс (закон обратных квадратов). В однородном соседстве близлежащие массы уравновешиваются. Межзвездное пространство: галактическое центростремительное ускорение порядка 2e-10 м/с2, меньше чем незаметно (Млечный Путь, на нашем расстоянии от центра). Межгалактическое пространство: на много порядков меньше.
@PcMan re «************ никогда ********** не происходит нигде во вселенной», за исключением того, что это происходит в миллиардах миллиардов мест во вселенной.
@uhoh Вы используете бессмысленную семантику для распространения ложного утверждения. Это очень нехорошо по отношению к читателям этого форума, и я почтительно прошу вас не делать этого.
@PcMan, когда математика говорит, что что-то так, это так.
@throx Есть способ определить. В свободно падающей системе координат частицы будут удаляться друг от друга. В ускоренном кадре в открытом космосе их не будет.
@DescheleSchilder Справедливое замечание, но на самом деле это не суть вопроса и бесполезно для более глубокого понимания физики. Принцип эквивалентности ОТО предполагает постоянное гравитационное поле в системе (или в бесконечно малой системе), в противном случае он говорит, что оно эквивалентно неравномерному ускорению в системе — отсюда и приливные силы.
@throx Справедливое замечание, но на самом деле это не так, как для реальных физических систем. Не существует такой вещи, как однородное гравитационное поле.
Гравитационное замедление времени создает для стороннего наблюдателя измеримую разницу между «истинной» невесомостью и свободным падением.

Ответы (7)

Гравитация повсюду. Во Вселенной никогда не бывает настоящей «нулевой гравитации».

Но если вы находитесь в свободном падении — то есть следуете за гравитацией, а не сопротивляетесь ей, или вам мешает следовать ей (пол, ближайшая планета, стены космического корабля, когда она толкает, или что-то еще) — вы этого не чувствуете, и это то, что мы называем «невесомостью» или (ошибочно) «нулевой гравитацией».

Невесомость, которую вы чувствуете в космическом корабле вдали от любого объекта, точнота же самая невесомость, которую вы чувствуете на борту МКС, вращающейся вокруг Земли. Нет двух видов («искусственный» и «настоящий»). Вы можете видеть это, потому что, если вы немного уменьшите фокус, космический корабль «вдали от любого объекта» на самом деле все еще падает на какой-то объект, возможно, с очень высокой скоростью. Ближайшее к ней галактическое скопление, или сверхскопление, возможно, в нескольких десятках мегапарсеков, но оно все еще быстро приближается к ней. Если он ни с чем не столкнется, он будет следовать по пути, который образует (вероятно, сильно) эллиптическую орбиту в течение сотен миллионов лет, поскольку он не потеряет энергию и не столкнется. И МКС по-прежнему следует гравитационному притяжению Земли, она тоже останется на эллиптической орбите, если не учитывать потери энергии из атмосферы на этой высоте. одинаковое поведение,

Таким образом, не существует такого понятия, как «искусственная невесомость» или различия между какой-либо невесомостью, которая является «реальной» и «искусственной», кроме симуляций, таких как плавание в резервуаре с водой или другие симуляторы.

Если вы свободно движетесь в соответствии с гравитацией, вы испытаете ощущение, которое мы называем «невесомостью» или «нулевой гравитацией». Если что-то остановит вас, вы не почувствуете (или почувствуете это гораздо меньше). Это так просто. *

* Для полноты картины, если что-то лишь слегка мешает вам свободно следовать гравитации, или местное гравитационное поле в любом случае слабое, но какой-то объект, на который вы нажимаете, мешает вам следовать за ним (например, на Луне), вы почувствуете это как низкое гравитация или микрогравитация.

Есть одно очень маленькое отличие: поскольку вы находитесь так близко к массивному объекту, вы будете испытывать приливные силы.
Гравитационная сила не может быть равна нулю далеко в космосе, но технически именно поэтому существует термин « микрогравитация », который более подходит, чем «нулевая гравитация». Это очень, очень очень мало, но результат тот же, что и в ситуации с очень высокой гравитацией (на орбите Земли или Солнца, если уж на то пошло). И я не думаю, что ваш пример с быстрым движением особенно убедителен в качестве обучающего момента, потому что вы никогда не можете почувствовать движение, независимо от того, происходит ли «падение» или нет. То, что вы не чувствуете падения, требует чего-то дополнительного, и это
«что-то дополнительное» связано с тем фактом, что ускорение, придаваемое всем частям вашего тела, практически одинаково (за исключением случаев, когда это не так).
@J... Именно то, о чем я думал. Даже в пространстве между планетами вы находитесь на орбите свободного падения вокруг Солнца с большей гравитацией. Или между звездами, вы находитесь на орбите свободного падения вокруг центра галактики, с ее огромной гравитацией, в принципе точно такой же, как МКС вокруг Земли (с ее милой, но комфортной гравитацией).
Нет никакой «невесомости»; есть только "все вокруг ускоряется точно так же".
@Darth (1) да, но понимание популярной терминологии и того, что OP означает «ноль G» или «невесомость», легко и объясняется в ответах. (2) не согласен, что напрашивается вопрос «что считать близостью». Я могу находиться на внешнем краю МКС и дрейфовать в космосе, а МКС будет удаляться (мизерная разница в гравитации), но я все равно буду чувствовать себя "невесомым". Или я могу находиться в пустоте только с моим космическим кораблем в компании, и если его двигатель включен, мы разгоняемся «точно так же», но я не чувствую себя невесомым. Таким образом, его плохое определение и, что еще хуже, может потерпеть неудачу в обоих направлениях. Поэтому я предпочитаю данное мне определение.
@Stilez Прошу прощения, если это выглядело как несогласие; На самом деле я просто хотел повторить то, что вы сказали в своем ответе о «свободном движении в соответствии с гравитацией». Но что касается вашего пункта 2, вы можете находиться в свободном падении и не чувствовать себя в невесомости. Если вы падаете мимо здания, вы почувствуете, что падаете, а не плывете, даже если физика идентична той, что была бы на орбите. Все это просто следует кривой гравитации. «Близость», как и «нулевая гравитация», — это человеческая интерпретация, которой не существует в физике, но она имеет решающее значение для того, как мы интерпретируем вещи.
В этом случае (падение мимо здания) происходит то, что вы чувствуете себя в свободном падении - если вы закроете глаза, то то же самое (запирающий шум, давление ветра и глухой удар внизу!). Вы получаете информацию от ваших глаз, которую вы интерпретируете как говорящую о том, что вы падаете. Но идеализированное падение неотличимо от невесомости и популярной «нулевой G*» (в глубоком космосе, падающем к ближайшему сверхскоплению). (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
.......Вы даже можете перевернуть его, если я волшебным образом отправлю вас в глубокий космос, падая к какому-то сверхскоплению далеко-далеко, а затем скормлю VR-видео пролетающего здания и немного шума ветра вашим сенсорным нервам, это было бы похоже на идеализированное падение, показывающее, что 2 одинаковы с точки зрения невесомости, и только другие данные, которые мы соотносим и сравниваем в качестве контекста, говорят нам, какое из этих слов является «правильным» для идентичного падения/невесомость/ «нулевой G» опыт. Если вы свободно следуете гравитации, это определяющий критерий для опыта, который означает ОП, под любым именем.
Отличный ответ! Tiny nit: «или быть заблокированным от подписки на него», я думаю, вы имеете в виду «или не быть заблокированным от его следования».
Вы не можете определить разницу в источнике невесомости, но гравитационное замедление времени зависит от силы локального гравитационного потенциала, так что между двумя сценариями действительно есть фундаментальная разница... просто не наблюдаемая из системы отсчета свободного падения.

Гравитация имеет бесконечный радиус действия, поэтому во Вселенной нет места, где вы могли бы быть свободны от ее влияния. Конечно, есть такие места, как суперпустоты , где влияние гравитации будет очень небольшим, но нигде оно отсутствует полностью.

Ежедневное переживание «гравитации» — ощущение пребывания на поверхности планеты — на самом деле не является работой самой гравитации. Если вы не находитесь очень близко к черной дыре, гравитационное притяжение одинаково действует на все части вашего тела, поэтому не существует дифференциальной силы, позволяющей вам что-либо чувствовать.

Находясь на поверхности планеты, вы действительно чувствуете, как земля давит на ваши ступни, которая давит на ваши ноги, которая давит на ваше туловище, которая давит на вашу голову и вестибулярный аппарат и позволяет вам определить, где находится верх . . Это та же самая дифференциальная сила, которую вы чувствуете при ускорении или повороте в автомобиле, и именно потому, что эта сила не действует мгновенно и равномерно через тело, мы можем ее почувствовать.

Так что да. Нахождение в невесомости похоже на падение. Поскольку «неискусственной» невесомости, как вы утверждаете в своем вопросе, нигде не существует, концепция «искусственной» невесомости не особенно полезна.

Таким образом, невесомость, наблюдаемая на МКС, возникает из-за свободного падения (а не из-за минимального гравитационного притяжения), тогда как невесомость, наблюдаемая где-то между, например, Землей и Марсом, возникает из-за отсутствия сильного гравитационного притяжения, исходящего от ближайшей планеты, верно? Итак, причина действительно различна в каждом случае, верно?
Между Землей и Марсом по-прежнему свободное падение. «Ответ всегда — свободное падение» (кроме случаев, когда это «тепловой контроль»).
«Испытываемая невесомость» всегда вызвана одним и тем же: отсутствием ускорения или опорой на поверхность планеты.
Предпоследний абзац является ключевым. Вы не чувствуете гравитации, в вашем теле нет ничего, что не подвергалось бы воздействию гравитации, с чем оно могло бы сравнить себя. Вы только чувствуете, как планета (или космический корабль) отталкивает вас от пути сквозь пространство-время, которым вы иначе шли бы. Если ничего не происходит, вы находитесь в свободном падении. Свободное падение не более или менее «реально», если вы находитесь на суборбитальной траектории, которая столкнется с поверхностью Земли до того, как она завершит орбиту, на околоземной орбите, на солнечной или галактической орбите или в какой-то межгалактической пустоте, не привязанной ни к какому галактическому скоплению, сверхскоплению. , и т. д.
@SproutCoder невесомость, испытываемая между Землей и Марсом, была бы другой - вместо свободного падения вокруг Земли вы свободно падаете вокруг Солнца. Если бы вы сделали то же самое между Солнцем и Проксимой Центавра, вы бы свободно падали вокруг галактического ядра. Между Млечным Путем и Андромедой вы будете свободно падать вокруг центра галактического скопления. «Ответ всегда в свободном падении».
Хорошо, тогда вам всем за разъяснения. Я был одержим планетарным гравитационным притяжением и свободным падением, но я понимаю, что такого различия нет.
на самом деле: невесомость не похожа на падение, если только вы не падаете в очень хорошем вакууме или в ускоренном лифте (на что я не надеюсь). Падая на Землю, вы обычно двигаетесь по воздуху, который ощущаете. В невесомости вы просто парите в воздухе без каких-либо относительных скоростей — это отчетливо воспринимаемое отличие от всего, что обычно описывается как падение на Землю.
В точках Лагранжа гравитация равна нулю. Все происхождения в падающих кадрах имеют невесомость.
Невесомость действительно существует. Все свободно падающие несвязанные точечные массы испытывают невесомость. Они не испытывают никакой основной силы, толкающей или тянущей их. Гравитация не толкает и не тянет. Действуют три основные силы (силы инерции).
@DescheleSchilder en.wikipedia.org/wiki/Lagrange_point#/media/… Если бы гравитация была равна нулю, объекты в точках Легранжа не двигались бы по кругу (ускоряясь).
Я имею в виду невесомость в том смысле, что в этой точке гравитация не ощущается. Акселерометр указывал на ноль. Это справедливо для начала всех свободно падающих систем отсчета (точка Лагранжа является таким началом).
+1а малюсенькая гнида про "...нет нигде во вселенной, где можно быть свободным от ее влияния".
Отличный ответ! Tiny nit: «или быть заблокированным от подписки на него», я думаю, вы имеете в виду «или не быть заблокированным от его следования».
@NateBarbettini Думаю, ты имеешь в виду ответ Стайлза, а не мой.
@Ingolifes Doh, нажал не ту кнопку комментария. Извини!

Правильный способ думать об этом состоит в том, что всегда и везде невесомость является «искусственной». Конечно, гравитационное поле очень слабое вдали от любых масс, но на пути к Луне астронавты двигались в свободном падении, так что для их опыта не имело значения, какова была напряженность гравитационного поля. Даже какая-то комета на полпути между Солнцем и Альфой Центавра довольно быстро движется вокруг центра галактики.

В каждом свободном падении есть точка с невесомостью. На самом деле, вы можете выбрать все точки с невесомостью. Ничего искусственного в этом нет.
Прав ли я, думая, что даже в гипотетической вселенной мысленного эксперимента, в которой нет никакой материи, если бы я был магически создан там, я все равно чувствовал бы некоторую гравитацию, хотя бы, например, из-за массы в моих ногах. притягивается к массе моих рук, и наоборот?

Это точно такая же невесомость, которую вы испытываете в самолете, летящем на параболе к Земле. Однако это немного отличается от гравитации, которую вы испытываете при гравитации вдали от массы в открытом космосе. На МКС гравитация практически равна нулю в каждой точке. Но не точно (хотя это и непростая игрушечная мера, если не невозможная). Всегда существует градиент, вызывающий приливные силы. Это глобальная сила. Он существует только для двух отдельных местных жителей (понтов). Две точечные массы на МКС в конечном итоге разделятся. Однако на МКС всегда есть определенная точка, для которой гравитация точно равна нулю. Где-то в середине МКС. Это происходит и в падающем лифте. Где-то внутри падающего лифта сила тяжести равна нулю. Если вы поместите груз в середине лифта, он останется на месте. Если вы поместите его ближе к дну или к потолку лифта, сила будет по-прежнему равна нулю, но он будет ускоряться до дна или потолка из-за приливной нелокальной силы. Можно также сказать, что потолок, дно и весь лифт испытывают приливную силу, а не масса, которая вообще не испытывает никакой силы.

Вот как вы можете отличить свободно падающий лифт от лифта в свободном пространстве (или от лифта, стационарного на Земле, от лифта, ускоренного в космосе). В падающей системе (или в вашем падающем теле) всегда ощущаются приливные силы (которые по своей природе электромагнитные, сильные или слабые).

На очень точном уровне не существует такой вещи, как однородное гравитационное поле, поэтому везде существуют приливные силы . На самом деле нет никакого различия между почти массовыми и далекими от массы случаями, просто разная степень силы приливной силы. На МКС она уже совершенно незначительна, где-то около миллионной G — система вентиляции мощнее приливной силы. Попытка отличить свободно падающий лифт от стационарного в глубоком космосе не сработает, так как вы всегда найдете приливную силу с достаточно чувствительным инструментом.
@NuclearHoagie Если пространство плоское, приливной силы нет. В точке Лагранжа приливная сила противоположна в обоих направлениях. Если приливная сила очень мала (намного меньше, чем в гравитационном поле планеты), можно быть уверенным, что вы находитесь в глубоком космосе. Я могу это облегчить. Если бы вы прожили достаточно долго, чтобы наблюдать за поведением двух небольших масс, вы могли бы знать, где вы находитесь.
Я хочу сказать, что нет предела для «очень маленькой приливной силы», которая позволила бы вам разделить сценарии на две разные категории. Принципиально нет никакой разницы между почти массовыми и далекими от масс случаями, это просто континуум приливных эффектов. Приливная сила на МКС намного меньше силы гравитации, действующей на МКС, но это не глубокий космос. Гипотетический сценарий падения лифта через однородное гравитационное поле — просто хорошее приближение, если оно далеко от массы, но на самом деле это никогда не так.
@NuclearHoagie В лифте, падающем в однородном поле, приливной силы вообще нет. Приливная сила в глубоком космосе на много порядков меньше, чем на МКС. Это действительно очень-очень мало, но относительная разница огромна.
за исключением того, что нигде во Вселенной нет такого понятия, как «однородное поле».
@planetmaker Можете себе представить. По обе стороны бесконечной плиты массы. В этом случае приливная сила отсутствует. Таким образом, измерение нулевого приливного эффекта может означать, что вы окажетесь над такой плитой. Но как далеко от этого было бы невозможно знать. Вся Вселенная могла бы находиться в таком поле прямо сейчас.
@NuclearHoagie: жесткой границы нет, но такие различия, как «сила X пренебрежимо мала по сравнению с силой Y» и «силы X и Y являются значительными», очень значимы и полезны. Достаточно большое количественное различие становится качественным различием.
Я не согласен с этим ответом. Используя пример, да, в МКС есть точка, в которой масса «остается на месте» относительно МКС. Но это не совсем относится к этому вопросу. Все это означает, что вы движетесь из-за гравитации точно так же, как МКС, а не что «гравитация точно равна нулю» вообще. Чтобы показать, почему это так, представьте, что вы находитесь в другой точке полета на МКС. Теперь закройте глаза. Обе точки будут ощущаться одинаково до тех пор, пока вы не столкнетесь со стеной МКС во второй из них. Так что ощущение невесомости на МКС не связано ни с каким относительным движением к МКС. Все дело в движении с гравитацией.
Кроме того, если вас не разорвет на части или вы не используете невероятно чувствительные инструменты, вы никогда не почувствуете приливной силы гравитации. В той мере, в какой масса дрейфует вверх или вниз, в этом сценарии она все еще испытывает невесомость . Просто свободное следование гравитации означает, что он не совсем на том же пути, что и лифт, а не то, что он не испытывает то, что мы называем «невесомостью». Проблемы дрейфа и приливов здесь также почти не имеют отношения к проблемам, поставленным вопросом, потому что ОП спрашивает, существует ли несколько видов невесомости, на что это не отвечает.
@NuclearHoagie: В реальной вселенной вопрос заключается в том, насколько малы приливные силы (и/или насколько плоская локальная кривизна пространства-времени?), а не в том, присутствуют они или отсутствуют. Это вопрос, отличный от того, который задает кверент, но, несмотря на то, что они количественные, а не качественные, они связаны между собой и, возможно, могут помочь кверенту найти основанный на физике способ провести различие, которое он пытается провести. / думать о. Я проголосовал за этот ответ по этой причине. (Хотя там написано что-то другое, так что, наверное, я должен опубликовать свое.)
@Stilez Вы рассматриваете разные падающие кадры. Я рассматриваю только кадр с началом в середине МКС. Если смотреть оттуда, то по обеим сторонам МКС есть силы. Эти силы противоположно направлены. Если вы рассматриваете различные источники, сила в этом новом источнике по-прежнему равна нулю. Но противоположные силы меняются, и если вы поместите свое начало с одной из двух сторон (ближней и самой дальней), то все силы будут только в одном направлении. Только внутрь или только наружу. Это не имеет большого значения, хотя для опытных сил ЭМ. Силы ЭМ испытаны только один раз
@Stilez Вы никогда не сможете испытать гравитацию напрямую. Только за счет ЭМ взаимодействия.
@PeterCordes Мне нравится твоя фотография профиля! Сколько раз уже звонила моя девушка... Стабильно повышая голос...
Дешеле - Я просто обдумываю вопрос. Это не вопрос, можете ли вы определить, что происходит, с помощью ваших органов чувств или лабораторных устройств, или видя, сталкиваетесь ли вы с лифтом или стеной МКС. Это не вопрос, можете ли вы заметить дифференциальное движение или силы из-за крошечной разницы в гравитации между вами и лифтом или стеной МКС, или обнаружение происходящих электромагнитных взаимодействий. Это просто вопрос, будете ли вы испытывать «невесомость» или то, что часто (хотя и ошибочно) называют «нулевой G», вызывает ли это ощущение незначительная гравитация, и есть ли> = 2 вида 0G. Это просто не отвечает на реальный вопрос.
@Stilez Действительно нет такого чувства, как ощущение стояния на земле. Это то, что хочет знать ОП? Он думает, что вы все еще там зажаты? Или тянул? Можно спросить, а невесомость там наверху такая же невесомость, как в бассейне, где тренируются космонавты.
@Stilez А как насчет первого предложения в ответе?

Или, точнее, не похоже ли это на невесомость, создаваемую этими большими самолетами с невесомостью?

Да, это идентично

Обратите внимание, что вы используете фразу:

искусственная невесомость

Не существует такого понятия, как «искусственная невесомость». Это бессмысленная фраза.

Обратите внимание, что вы используете фразу:

нулевая гравитация

Не существует такой вещи, как невесомость.

Пилоты и т. д. используют фразу «невесомость» или «невесомость», грубо говоря, для обозначения «ощущения, когда вы находитесь в одном из этих самолетов или на МКС».

По сути, все в вашем вопросе правильно, и даже больше!

Между представленными вами двумя ситуациями нет качественной разницы, только количественная.

(И ни один из них не может осмысленно называться «искусственным» - обе ситуации представляют собой настоящую микрогравитацию, как объясняется в других ответах. Вы можете применить «искусственный» к обучению космонавтов в резервуарах с нейтральной плавучестью (хотя кажется, что обычный термин - «симулятор микрогравитации » ), или гипотетическое научно-фантастическое устройство для управления гравитацией.)

Фактические количественные различия между местными (теоретически) наблюдаемыми гравитационными условиями таковы:

  • Приливные силы: далеко не все, гравитационное поле довольно близко к однородному. Силы, сжимающие или притягивающие предметы, значительно меньше, чем на низкой орбите планеты, такой как Земля, в непосредственной близости от Солнца. См. мой ответ на тему «Может ли работать космическая колония на расстоянии 1 г от солнца?» для некоторых примеров приливных сил на протяженном объекте и https://en.wikipedia.org/wiki/Tidal_force
  • Кривизна пространства-времени: далеко не все, пространство-время очень близко к плоскому (или к естественному искривлению всей вселенной?). Я очень не эксперт в этом. Вблизи планеты пространство-время искривлено, поэтому траектория свободного падения изгибается к нему или вокруг него. (Опять же, я, вероятно, разделываю какую-то терминологию или того хуже.)

Таким образом, нет ничего принципиально отличного от непрерывного падения вокруг планеты и от падения через межгалактическое пространство (на орбите или не вокруг ближайшей галактики или сверхскопления). Это просто вопрос степени.

И да, теоретически вы могли бы проводить измерения этих факторов (по крайней мере, приливов) внутри закрытого лифта без окон. Особенно, если бы вы могли изолировать свой эксперимент от любых неудобных людей, перемещающихся вокруг, и подождать месяцы или годы, чтобы увидеть, как быстро ускоряются некоторые объекты, изначально покоящиеся относительно корабля (очень маленькое ускорение, интегрированное за большие промежутки времени).

Надеемся, что определение этих количественных различий поможет вам понять, о чем вы задавались вопросом / думали, когда вы пришли к естественному / искусственному различию, которое вы пытались провести.

Дополнительный ответ:

Вкратце: во Вселенной существуют миллиарды миллиардов точек с нулевым гравитационным ускорением!

Хотя каждый ответ включает в себя ту или иную форму «гравитации повсюду, потому что она никогда не заканчивается» (т.е. 1 / р 2 никогда не достигает нуля, поэтому все тянет на все) Я должен ввести два предостережения:

  1. Гравитация движется со скоростью света Насколько я понимаю, вещи за пределами наблюдаемой Вселенной нас не притягивают.
  2. Гравитационное ускорение — это просто градиент дивергенции скалярного потенциального поля, а не какое-то удивительно сложное векторное поле (кроме близлежащих сингулярностей), и ( для) 𝑛 масс, то вообще будет не менее 𝑛−1 нулей (в 1d точно 𝑛 −1 нуля) поля (ускорения), все они изолированы, внутри выпуклой оболочки этих масс, и ни одна из них не является стабильной.

Это, конечно, математические моменты, но некоторые утверждают, что математика более реальна, чем что-либо еще :-)

(для) 𝑛 масс, то в общем случае будет не менее 𝑛−1 нулей (в 1d ровно 𝑛−1 нулей) поля, все они изолированы, внутри выпуклой оболочки этих масс, и ни одна из них не будет стабильной.

Все вопросы, относящиеся к этому, касаются того, существует ли настоящая ситуация невесомости для макроскопического объекта, обычно астронавта или космического корабля . Да, будут места нулевого размера гравитационного эквипотенциала, но вы не сможете вместить туда даже один атом, не говоря уже о реальном объекте.
@PcMan да, это природа математических точек, и для твердых объектов нам нужно только довести их центр масс до этой точки, чтобы чистое ускорение было равно нулю.
Как подобрать объект с ненулевыми размерами, чтобы точно выровнять его по безразмерной точке (или линии). Даже одна планка промахнулась, и вы уже не в «нулевой» позиции. Помещать макроскопический объект (или его центр масс) в безразмерную точку так же бессмысленно, как просить кого-то изготовить измерительную линейку длиной ровно один метр с нулевым отклонением. Вселенная не делает таких вещей, кроме учебников по математике.
Я нахожу это увлекательным, но также и бесполезным, потому что это то, что не происходит ни в каком практическом смысле для любого реального микро- или макрообъекта. Возможно, его самая важная значимость (кроме теоретической космологии и разработки моделей) — это концепция, а также такого рода карты скалярных сил, которые предлагают (возможно, огромные) области гравитации «сколь угодно малы, но не равны нулю».
Этот ответ неверен от начала до конца 1) скалярный гравитационный потенциал мгновенный как в ньютоновской, так и в эйнштейновской гравитации. 2) это не "расхождение", а градиент скалярного потенциала.
@Костас Я думаю, что «от начала до конца» беспричинно преувеличивает. Я смешал «дивергенцию» и «градиент» точно так же, как я смешиваю «это» и «это»; мои слова не всегда получаются правильными. Решив уравнение Лапласа , вы получите ф я могу написать ∇ ф и назовите его «del», не произнося вслух «градиент» или даже не печатая его. Но я еще не верю вам, что гравитация мгновенна и может исходить из-за пределов наблюдаемой вселенной, можете ли вы указать источник для этого или хотя бы ссылку на авторитетный и хорошо принятый ответ Stack Exchange? Спасибо!
@uhoh В сети ведутся бесконечные дискуссии по этому поводу. Обычно спрашивают: если бы Земля притягивалась к запаздывающему расположению Солнца, не замедлилось ли бы оно очень быстро? И ответ еще был бы, но скалярный потенциал мгновенный, см. здесь math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/grav_speed.html Про объекты за пределами наблюдаемой вселенной глупо даже говорить это: GR работает не так.
Поскольку вам не нравятся отрицательные голоса, я объясню свой отрицательный голос. (1) Я согласен с @Kostas. (2) Ускорение относительно чего? Ваш ответ неявно предполагает ньютоновскую концепцию универсальных инерциальных систем отсчета. (3) Мы знаем, что вселенная устроена не так. Похоже, что ОТО — это то, как работает Вселенная. (ОТО может быть неверным; физики по большей части предполагают, что это не совсем верно по множеству причин. Но точка разрыва еще не найдена.)
@DavidHammen может быть и так, я буду думать об этом. Я открыл вопрос по астрономии (ссылка выше), чтобы предоставить больше места для объяснения
Кто-то делает три ошибки в трех предложениях, признает две из них, но не редактирует свой ответ, чтобы исправить их, а затем настаивает на том, что третье предложение все равно верно... перепишите свой ответ, и если есть еще о чем поговорить, я могу прийти назад.
@Костас Я разместил другой вопрос, чтобы помочь мне получить более четкое представление о предмете. Я еще не уверен, как скорректировать/усовершенствовать формулировку, чтобы сделать ее приемлемой для всех одновременно. Не все говорят о полном GR, и не все ответы об освоении космоса включают в себя полные решения GR для каждой проблемы. Я думал, что переключил его на градиент, но, похоже, я этого не сделал. Возможно, я ждал ясности по другим вещам, а потом забыл. Это легко исправить.
@Костас Но я еще не признаю, что вещи за пределами видимой вселенной все еще тянут нас, и простое «ОТО работает не так» само по себе не убедительно для меня и не полезно. Вы говорите, что в ОТО нет нулей в ускорении, как в ньютоновской гравитации? Вы хотите сказать, что в GR нет ускорения? Ваши комментарии не освещают и не требуют действия (за исключением части градиента. Пожалуйста, уточните в разъясняющей и действенной форме. Спасибо!
@uhoh Второй ошибкой было: «Гравитация движется со скоростью света» - я предоставил вам авторитетный источник, что скалярный потенциал (о чем мы здесь говорим) не распространяется с задержкой.
@uhoh А что касается третьего, я не говорю, что вещи за пределами видимой вселенной все еще тянут нас, только то, что это невозможно измерить, и поэтому глупо говорить об этом.
@Костас в моих ограниченных возможностях Я все еще борюсь с гравитационными волнами, распространяющимися со скоростью света, но скалярный потенциал мгновенный, но это моя собственная борьба, и мне придется как-то с этим справиться. Кажется, мне уже сказали не использовать задержку , а затем я не использовал ее здесь . Я скорректировал формулировку пункта №1; который предназначен для рассмотрения только того, что вселенная больше, чем наблюдаемая вселенная.
Ответы @Kostas SE иногда могут быть несовершенными; приблизился ли этот ответ к уровню терпимости, который вы можете принять? Если вопиющие ошибки останутся, пожалуйста, дайте мне знать. Спасибо! к вашему сведению, я только что спросил, почему гравитационные волны распространяются «только» со скоростью света, а гравитационный скалярный потенциал мгновенный? и сослался там на мой выговор здесь.
Здесь нет ничего полезного, что можно сказать об этом, или в этих новых вопросах, которые вы задали по астрономии. SE - требуется полное понимание ОТО. Когда @ Бен-Кроуэлл говорит вам, что утверждение, что скалярный потенциал является мгновенным в ОТО, неверно, он тоже прав. По крайней мере, примите, что вы не можете улучшить Ньютона, добавив задержку?
@Kostas Мой предыдущий комментарий: «Кажется, мне уже сказали не использовать задержку, а затем я не принял здесь задержку». и его ссылки уже сделали это.
Является ли невесомость на МКС «искусственной»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v