Уравнение локальной вселенной

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 12 июл 2013, 04:51

Rashid111, вынужден признать, что вы убедили меня в том, что мои аргументы по поводу вашего рисунка неубедительны

Как бы то ни было, мы отвлеклись от изначальной темы нашего обсуждения, которая заключалась в том, как действует гравитация на объект в точке А, из которой производится наблюдение. На вашем рисунке не представлена полная картина, потому что помимо точки А вы рассматриваете только две точки - а и С. То есть если судить о реальности по вашему рисунку, получается, что свет и гравитация приходят только с одной стороны. Я сделал другой рисунок, на котором показаны объекты (звезды), находящиеся вокруг точки А на расстояниях r и R, причем R произвольно выбран в два раза больше r (для удобства вычислений). Для примера предположим, что световые радиусы из всех точек равны 2 млрд. световых лет (на рисунке эти радиусы представлены красными окружностями, исходящими из точек на окружности с радиусом r, и синими окружностями, исходящими из точек на окружности с радиусом R), то есть все объекты изображены на рисунке в момент времени через 2 млрд. лет после начала излучения света (зажигания звезд), и при этом r = 2 млрд. св. лет, а R = 4 млрд. св. лет. Соответственно, свет от объектов, находящихся на окружности радиусом r, только что дошел до точки А, а свет от объектов, находящихся на окружности радиусом R, дойдет до точки А еще через 2 млрд. лет.

Изображение

При этом нужно еще учесть, что в реальности, в трехмерном пространстве, мы имеем дело не с окружностями, а с шарами. Согласно формуле объема шара, при увеличении радиуса шара в 2 раза его объем возрастает в 8 раз. С учетом того, что Вселенная однородна и плотность вещества в ней везде одинакова, получается, что в шаре радиусом R содержится в 8 раз больше объектов, чем в шаре радиусом r.

Теперь рассмотрим, как будет действовать гравитация на точку А через 2 млрд. лет после большого взрыва и через 4 млрд. лет после него. Согласно ОТО, гравитация распространяется со скоростью света, и в силу этого радиус действия гравитации равен световому радиусу. Таким образом, через 4 млрд. лет после большого взрыва на точку А будут действовать гравитационные силы объектов, общее число (и соответственно общая масса) которых будет в 8 раз больше по сравнению с общим числом (и общей массой) объектов, гравитационные силы которых действовали на точку А через 2 млрд. лет после большого взрыва.

Исходя из этого, сила гравитационного взаимодействия $$F$$ в точке А через 2 млрд. лет после большого взрыва будет равна $$G\frac{mM}{\frac{1}{2}r^2} $$, где $$G $$ – гравитационная постоянная, $$m $$ – масса объекта в точке А, $$M$$ – общая масса всех объектов в шаре радиусом r и $$\frac{1}{2}r^2$$ – среднее значение квадратов расстояний от точки А до объектов в шаре радиусом r (r = 2 млрд. лет). В результате получаем: $$F = \frac{1}{2}GmM $$.

Подобным образом, сила гравитационного взаимодействия $$F$$ в точке А через 4 млрд. лет после большого взрыва будет равна $$G\frac{m8M}{\frac{1}{2}R^2}$$, где $$G $$ – гравитационная постоянная, $$m$$ – масса объекта в точке А, $$8M$$ – общая масса всех объектов в шаре радиусом R и $$\frac{1}{2}R^2$$ – среднее значение квадратов расстояний от точки А до объектов в шаре радиусом R (R = 4 млрд. лет). В результате получаем: $$F = GmM$$.

Таким образом, с увеличением светового радиуса и соответствующего промежутка времени в два раза сила гравитации также возрастает в два раза. В общем виде, сила гравитации возрастает во столько же раз, во сколько увеличивается световой радиус и соответствующий промежуток времени, поскольку объем шара и масса всех содержащихся в ней объектов возрастает в кубической пропорции, а сила гравитации обратно пропорциональна квадрату радиуса увеличившегося шара. Это означает, что с течением времени гравитационное воздействие на точку наблюдения (точку А) возрастает в прямой пропорции. При этом в самой точке А совокупное гравитационное воздействие внешних объектов уравновешивается, поскольку силы гравитации действуют на точку А со всех сторон, но вокруг точки А пространство все больше искривляется по мере возрастания гравитационных сил. Такое искривление простанства - наблюдаемый феномен, не зависящий от местонахождения точки наблюдения. Т.е. из какой точки мы бы ни смотрели, везде будет наблюдаться искривление пространства вокруг этой точки. Причем в любом направлении луча зрения искривление будет одним и тем же. Получается, что по своим признакам такое искривление пространства под действием внешней гравитации не отличается от ускоренного расширения пространства. Иными словами, моя гипотеза заключается в том, что "ускоренное расширение" пространства происходит под действием внешней гравитации, и по сути это не расширение пространства, а его изотропное искривление.
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Анж
Сообщений: 4065
Зарегистрирован: 18 янв 2011, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Анж » 12 июл 2013, 11:58

Alexroma писал(а):Source of the post
При этом в самой точке А совокупное гравитационное воздействие внешних объектов уравновешивается, поскольку силы гравитации действуют на точку А со всех сторон,

Ага, только сначала они точку А задавят, и только потом уравновесятся. А если вокруг нее планеты летали?
Последний раз редактировалось Анж 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 12 июл 2013, 15:34

Анж писал(а):Source of the post
Alexroma писал(а):Source of the post
При этом в самой точке А совокупное гравитационное воздействие внешних объектов уравновешивается, поскольку силы гравитации действуют на точку А со всех сторон,

Ага, только сначала они точку А задавят, и только потом уравновесятся. А если вокруг нее планеты летали?

Не задавят, потому что, во-первых, задавить по-любому не могут, могут только порвать; во-вторых, силы гравитации увеличиваются постепенно и, следовательно, постепенно уравновешиваются; и в-третьих, в абсолютном выражении эти силы не так велики, чтобы что-то задавить или порвать, потому что гравитирующие объекты находятся очень далеко от наблюдателя. Как я себе представляю, этих сил недостаточно для того, чтобы сдвинуть с места планеты, но вполне достаточно для некоторого искривления пространства, которое в точке наблюдения является незначительным, но в далекой перспективе приводит к большим искажениям. Это все равно как на фотографии, сделанной сферическим объективом: чем дальше от центра, тем больше искажения, а по краям и вовсе все сворачивается в подобие сферы. Подобно этому, чем больше расстояние от наблюдателя, тем больше кажущаяся скорость расширения пространства.

Я думал, вам понравится моя идея - вы же говорили, что расширения нет. Вот и я говорю, что это не расширение, а иллюзия, вызванная изотропным искривлением пространственно-временного континуума в точке наблюдения. А красное смещение объясняется тем, что световая волна растягивается в искривленном пространстве.
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Анж
Сообщений: 4065
Зарегистрирован: 18 янв 2011, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Анж » 12 июл 2013, 16:46

Alexroma писал(а):Source of the post

Я думал, вам понравится моя идея - вы же говорили, что расширения нет. Вот и я говорю, что это не расширение, а иллюзия, вызванная изотропным искривлением пространственно-временного континуума в точке наблюдения. А красное смещение объясняется тем, что световая волна растягивается в искривленном пространстве.

Ну, не знаю... <_< Поскольку, особой центральности, наблюдаться не будет, искривление будет таким равномерным изотропным, примерно как нитки в ситце. Эту световую волну, должно будет плющить во всех направлениях, в смысле, и в растяжение и наоборот, тут же.И при таком раскладе, мы должны будем эту"полосатую" волну наблюдать с любого, даже самого близкого объекта, ибо то место, где наблюдатель, только для него центр. А для гравитации - без разницы.
Последний раз редактировалось Анж 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 12 июл 2013, 18:01

Анж писал(а):Source of the post
Alexroma писал(а):Source of the post

Я думал, вам понравится моя идея - вы же говорили, что расширения нет. Вот и я говорю, что это не расширение, а иллюзия, вызванная изотропным искривлением пространственно-временного континуума в точке наблюдения. А красное смещение объясняется тем, что световая волна растягивается в искривленном пространстве.

Ну, не знаю... <_< Поскольку, особой центральности, наблюдаться не будет, искривление будет таким равномерным изотропным, примерно как нитки в ситце. Эту световую волну, должно будет плющить во всех направлениях, в смысле, и в растяжение и наоборот, тут же.И при таком раскладе, мы должны будем эту"полосатую" волну наблюдать с любого, даже самого близкого объекта, ибо то место, где наблюдатель, только для него центр. А для гравитации - без разницы.

Ну да, без разницы. Искривления есть в любой точке, но весь фокус в том, что из какой точки ни смотри, в самой точке этих искривлений совсем не заметно, а чем дальше, тем они заметнее. Для примера возьмите Землю... или даже лучше открытый океан (у него поверхность ровная, без ямок и пригорков). Если вы будете смотреть на воду с борта яхты, то прямо перед собой увидите ровную поверхность, без искривлений, не считая волн, и вам будет казаться, что Земля плоская, но если посмотрите на горизонт, то увидите, что он несколько загибается по краям вашего зрения. И такую же картину вы будете видеть из любой точки окена, пока на горизонте не покажется берег

И если искривление изотропное, то оно не обязательно равномерное. Изотропность искривления означает, что в какую сторону мы бы ни смотрели, оно будет выглядеть одинаковым. Но при этом чем дальше, тем оно больше по всем направлениям.
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 13 июл 2013, 03:03

Анж писал(а):Source of the post
Alexroma писал(а):Source of the post
При этом в самой точке А совокупное гравитационное воздействие внешних объектов уравновешивается, поскольку силы гравитации действуют на точку А со всех сторон,

Ага, только сначала они точку А задавят, и только потом уравновесятся. А если вокруг нее планеты летали?

Я посчитал конкретное значение силы гравитации для гравитационного фона Вселенной - получилось чуть больше двух миллиардных долей Ньютона (около 2,3 e-9 H). Для сравнения, сила гравитационного взаимодействия между Землей и Солнцем равна 3,5 е22 Н. Даже если бы гравитационные силы всего вещества во Вселенной действовали на Землю не равномерно со всех сторон, а с одной стороны, они не смогли бы сдвинуть ее с орбиты на заметное расстояние, потому что гравитационное взаимодействие было бы в миллион раз меньше, чем между Землей и Солнцем.

Несмотря на столь малую величину гравитационного фона, я все-таки предполагаю, что он может приводить к наблюдаемому искривлению пространства на сверхдальних расстояниях. Это как с длинной деревянной планкой: если смотреть на нее сбоку, она вроде прямая, а если приложить один конец к глазу, сразу станет заметно искривление, и чем дальше, тем больше.
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 13 июл 2013, 03:57

В Википедии появилась интересная иллюстрация, из которой можно сделать вывод о том, что мы находимся в центре белой дыры - разросшейся сингулярности :blink:
Изображение
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 16 июл 2013, 02:49

Анж писал(а):Source of the post
Alexroma писал(а):Source of the post

Я думал, вам понравится моя идея - вы же говорили, что расширения нет. Вот и я говорю, что это не расширение, а иллюзия, вызванная изотропным искривлением пространственно-временного континуума в точке наблюдения. А красное смещение объясняется тем, что световая волна растягивается в искривленном пространстве.

Ну, не знаю... <_< Поскольку, особой центральности, наблюдаться не будет, искривление будет таким равномерным изотропным, примерно как нитки в ситце. Эту световую волну, должно будет плющить во всех направлениях, в смысле, и в растяжение и наоборот, тут же.И при таком раскладе, мы должны будем эту"полосатую" волну наблюдать с любого, даже самого близкого объекта, ибо то место, где наблюдатель, только для него центр. А для гравитации - без разницы.

Вот еще важный момент, подтверждающий, что красное смещение вызвано гравитационными силами: согласно ОТО, если наблюдатель находится в месте с более высоким гравитационным потенциалом, чем источник света, то наблюдается гравитационное красное смещение. Мы наблюдаем удаленные космические объекты в прошлом, когда гравитационный потенциал во всех точках пространства был меньше, чем сейчас, потому что к настоящему времени гравитация от каждого из объектов распространилась со скоростью света на более значительные расстояния (спасибо Rashid111, что надоумил своей картинкой, см. ниже).
Изображение
"Полосатости" при этом не наблюдается, потому что длина волны изменяется равномерно на всем протяжении от источника света до наблюдателя.
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Alexroma
Сообщений: 232
Зарегистрирован: 03 май 2013, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение Alexroma » 17 июл 2013, 17:07

Наглядный пример гравитационного искривления пространства: облако газа с изгибом растягивается при приближении к черной дыре в центре нашей галактики (подробности здесь).
Изображение
Последний раз редактировалось Alexroma 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

folk
Сообщений: 4177
Зарегистрирован: 11 сен 2009, 21:00

Уравнение локальной вселенной

Сообщение folk » 17 июл 2013, 19:23

Alexroma писал(а):Source of the post
Наглядный пример гравитационного искривления пространства: облако газа с изгибом растягивается при приближении к черной дыре в центре нашей галактики

Cкорее это просто пример притяжения. Орбиты планет тоже кривые но не пространство же настолько кривое.
Последний раз редактировалось folk 28 ноя 2019, 07:05, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Астрономия»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 21 гостей