Геометрия пространства...

[Aleksey]

Привет всем!

Ни для кого не секрет, что по современным представлениям ученых масса искривляет пространство (очень показательна аналогия с сеткой-пространство и прогибающих её шариков с некоторой массой).

Мне интересно, а как обьяснить то, что свет не может преодолеть гравитационное поле чёрной дыры, если фотон не имеет массы?

И ещё. Напрашивается один эксперемент.
Допустим есть источник света (А) и приёмник (B). Между ними прямая линия длинной (S). Свет от А к B идет по этой прямой линии. А если рядом с линией пути света находится обьект с большой массой и искривляет пространство., то линия станет длинней. Так!? И свет к B попадёт позже, чем если бы этого обьекта не было.

Проводились ли такие опыты никто не знает?

[LittleRacoon]

Гравитационное отклонение света - ни для кого не секрет
А фотон не имеет всего лишь массы покоя

[*]

И ещё. Напрашивается один эксперемент.
Допустим есть источник света (А) и приёмник (B). Между ними прямая линия длинной (S). Свет от А к B идет по этой прямой линии. А если рядом с линией пути света находится обьект с большой массой и искривляет пространство., то линия станет длинней. Так!? И свет к B попадёт позже, чем если бы этого обьекта не было.

Всё гораздо проще, когда пользуетесь терминами и понятиями ОТО.

[Spirit universe]

Проводились ли такие опыты никто не знает?

Да, подобные опыты проводились - в 1962, 1966 годах. Только в опытах был не свет, а радиолокационный сигнал, но эффект одинаковый.
Вывод опыта гласит: Сигнал, проходимый возле массивного объекта(т.е. по искривленному пространству), в эксперименте - Солнце, шел дольше, чем сигнал проходимый по прямому пространству.
Если хотите, то могу более подробно описать эксперимент, только попросите.

[Aleksey]

Если хотите, то могу более подробно описать эксперимент, только попросите.

прошу...

[Aleksey]

По ящику както видел модель искривления пространства массивными объектами - тяжёлые шарики на сетке. Но сетка это двумерное пространство.

Одномерное пространство искривляется во второе измерение. Двумерное пространство искривляется в третье измерение.
Значит трёхмерное пространство искривляется в четвёртое измерение.
А четвёртое измерение - это время.

Следовательно путь, пройденый эл.маг. излучением остается прежним, а вот время затраченное на прохождение этого пути увеличивается.

Как вы считаете, так?

[LittleRacoon]

А четырёхмерное пространство искривляется в пятое измерение, не так ли ?

А четвёртое измерение - это время.

Правда? И как прикажете быть с анизотропностью?

[Spirit universe]

прошу...

ОТО предсказывает "задержку времени распространения радиолокационного сигнала, проходящего в гравитационном поле Солнца", ну и не только у Солнца, а вообще вблизи всех объектов. "Этот эффект впервые теоретически рассчитал и обнаружил в 1962 г. американский астрофизик Ирвин Шапиро.
Суть эффекта заключается в следующем. Передатчик с Земли посылает радиоволну к отражателю, расположенному в другом месте Солнечной системы, а тот её возвращает. По часам на Земле можно измерить время, за которое волна распространяется туда и обратно, и сравнить его со значением, следующим из теории Эйнштейна. Согласно этой теории, время распространения сигнала зависит от искривленности пространства-времени. Следовательно, чем ближе к Солнцу проходит сигнал, тем сильнее он задержится с обратным прибытием на Землю.
Начиная с 1966 г. были проведены эксперименты, где в качестве отражателя использовались и поверхности планет (Венеры, Меркурия), и электронное оборудование автоматических межпланетных станций (в частности, "Маринера-6"), которое принимало сигналы и передовало их обратно на Землю. Наблюдаемая задержка сигналов отличалась от предсказанной на несколько процентов. Так теория Эйнштейна в очередной раз получила убедительное подтверждение..."

[Spirit universe]

Одномерное пространство искривляется во второе измерение. Двумерное пространство искривляется в третье измерение.
Значит трёхмерное пространство искривляется в четвёртое измерение.

Интересно рассудили. Это один из самых простых описаний природы искривленности 3-х мерного пространства.

...трёхмерное пространство искривляется в четвёртое измерение.

А четвёртое измерение - это время.

Не уверен. Если 3-х мерное пространство искривляется в 4-ом измерении, то это измерение должно быть пространственным, а не временным.

Следовательно путь, пройденый эл.маг. излучением остается прежним, а вот время затраченное на прохождение этого пути увеличивается.

Смотря какую систему отсчета брать во внимание - ведь мир относителен. Затраченное время, например, увеличивается лишь с точки зрения стороннего наблюдателя , а вот с точки зрения эл.маг. излучения - уменьшается. Путь уменьшается с точки зрения обоих систем отсчета - ведь излучение двигается по кривой, а кривая (надо, конечно, ещё выбрать правильную кривую) является самым коротким путем в искривленном пространстве.

[Aleksey]

Смотря какую систему отсчета брать во внимание - ведь мир относителен. Затраченное время, например, увеличивается лишь с точки зрения стороннего наблюдателя , а вот с точки зрения эл.маг. излучения - уменьшается. Путь уменьшается с точки зрения обоих систем отсчета - ведь излучение двигается по кривой, а кривая (надо, конечно, ещё выбрать правильную кривую) является самым коротким путем в искривленном пространстве.

Давайте не будем учитывать релятивистский эффект сокращения расстояний, замедления времени при скоростях близких к С. Иначе мы совсем запутаемся.

С точки зрения наблюдателя на Земле пространство-время вблизи Солнца заметно искривлено не зависимо от того с какой скоростью объект измерения(будь то эл.маг.изл. или ракета) пролетит мимо.

Но, мне интересно, как можно себе представить искривлённое 3-хмерное пространство?

Эксперименты 1966г. показали, что отраженный эл.маг. сигнал, на пути которого был массивный объект, пришел с задержкой.

Значит:

-Либо этот сигнал прошел путь больше принятого в расчете. Т.е. искривлена пространственная хар-ка пространства-времени. -(1)-

-Либо изменился ход времени вблизи Солнца. Т.е. искривлена временная хар-ка пространства-времени (чем не вариант). -(2)-

как можно искривить 3-хмерное пространство?
Мысленный эксперимент. Представим себе 2хменый мир - кусок целлофана. Нанесем две точки. Растянем небольшую область между этими точками, она вылезет пузом в сторону(мир стал 3х). И действительно расстояние между точками увеличится, хотя при этом точки останутся на своих местах. Теперь отправим двумерное существо пробежаться по прямой из одной точки в другую. Сделаем проекцию на плоскость (вернем мир в 2х). Со стороны покажется что в растянутой области скорость существа уменьшится - поэтому оно опоздало. А существу покажется что расстояние увеличилось.
Но как это все перенести на 3х мерное пространство?
Значит либо мы жалкие 3х мерные существа, которые не могут представить себе искривление 3х пространства в 4х.
Либо никакого искривления пространства нет, а в близи обьектов с большой массой меняется ход времени (замедляется наверно).

Никто не знает: сравнивали ход времени на тяжелых объектах и на легких?
(Я думаю нет. На Солнце ведь часы не поставишь . А между Землей и Луной разница в массе не такая заметная.)

[LittleRacoon]

Про гравитационные линзы конечно никто не помнит.

[Spirit universe]

Но, мне интересно, как можно себе представить искривлённое 3-хмерное пространство?

Если рассматривать искривление пространства двухмерно, то все как с натянутой простыней. Разложим равномерно на ней нетяжелые предметы. Они будут слегка прогибать простыню, т. е. пространство. А вот если положим на покрывало более массивный объект, то он сильно прогнет под собой простыню, так же с пространством. И мы заметим, что более легкие предметы будут скатываться к более тяжелому, т.е., если рассматривать все это в космических размерах, то они будут притягиваться к нему.
Это все рассматривается двухмерно, а ведь мы живем в трехмерном мире (не считая времени и "дополнительных" измерений, которые ... короче, если кому будет интересно, расскажу).
Дальше пойдет моя теория, но не думайте, что она не стоит внимания:
Я долго думал (или не долго, точно не помню), как представить себе искривление пространства в трехмерном мире. Так я пришел к тому, что нужно ввести в физику новое понятие - Плотность пространства. Плотность пространства возрастает по мере отдаления от массивных тел, а уменьшается по мере приближения к ним. (Только не надо путать с плотностью вещества, с веществом совсем наоборот) Массивные тела, как бы, разряжают пространство вокруг себя. Это тоже самое, что и прогибают, мысля двухмерно. Вам не понятно, почему плотность пространства уменьшается, а не увеличивается по мере приближения к массивным телам? Объяснить не трудно: возьмем обыкновенную резинку, она у нас будет выступать в роли пространства. Если мы её натянем, например, пальцем, то её плотность будет уменьшаться по мере приближения к пальцу, в нашем случае - это массивный объект. Т. е. натягивая, мы увеличиваем расстояние между молекулами резинки, а это значит, что она станет менее плотнее. Понятно? Пойдем дальше: так вот, плотность пространства уменьшается по мере приближения к массивным телам. Значит, у массивных тел сильно разряжено, а как известно все стремиться к хаосу, т. е. к равномерному распространению плотности и вещества. Значит, все будут стремиться к тому, что бы "забить" все эти пустоши (места с малой плотностью пространства и вещества), т.е. они будут притягиваться.
Вот так можно объяснить одну из теорий природы гравитации. Надеюсь мое предположение верно...

[Spirit universe]

Никто не знает: сравнивали ход времени на тяжелых объектах и на легких?
(Я думаю нет. На Солнце ведь часы не поставишь . А между Землей и Луной разница в массе не такая заметная.)

Да нет, сравнивали. И даже удивлю Вас, сравнивали на Земле... одни часы ставили в низине - на уровне моря, а другие в горах - 3000-4000 м. И даже здесь нашли разницу (не-то что разницу между лунными и земными часами). Как Вы помните, сила притяжения (равно гравитация) обратно пропорциональна квадрату расстояния между объектом и центром притяжения. Разность гравитационных потенциалов привило к заметному (конечно не для нас) ускорению хода времени в горах. Такой опыт, насколько я помню, проводили в Италии, в Турине в 1960-70-х годах.
Подобный опыт: В 1976 году (в США) в космос на высоту 10 000 км. были подняты сверхточные атомные часы; их показания сравнивали с показаниями аналогичных часов, оставшихся на Земле. Опять же, разность гравитационных потенциалов на поверхности планеты и на ракете привела к ощутимому ускорениюхода часов на орбите. Соответствие с формулами теории Эйнштейна подтвердилось с относительной точностью 0,0001%

[Aleksey]

Вывод?
Увеличение гравитационного потенциала приводит к растяжению пространства или к замедлению времени?
Или и то и другое.

Я думаю, второе. Уж слишком абстрактно с этим пространством.

Мысленный эксперимент.
Натягиваем струну между двумя зажимами так, чтобы она была на грани разрыва.
Подносим к её середине массивный объект(гравитационным воздействием на струну пренебрегаем).
Пространство растягивается, а размеры молекул остаются прежними. Лопнет? Сомневаюсь.

[Spirit universe]

Вывод?
Увеличение гравитационного потенциала приводит к растяжению пространства или к замедлению времени?
Или и то и другое.

И то и другое.

Мысленный эксперимент.
Натягиваем струну между двумя зажимами так, чтобы она была на грани разрыва.
Подносим к её середине массивный объект(гравитационным воздействием на струну пренебрегаем).
Пространство растягивается, а размеры молекул остаются прежними. Лопнет? Сомневаюсь.

Нет, не лопнет.

[Aleksey]

Электромагнитное излучение дошло до наблюдателя позднее расчетного.
Следовательно увеличился пройденый им путь (если считать скорость света постоянной).
Следовательно пространство искривлено.

При попытке представить искривленное 3хмерное пространство возникает ряд противоречий.

1. При искривлении пространства происходит его растяжение => появляется избыток прстранства.
Если не вводить абстрактное 4-е измерение, то этому избытку некуда деваться.

2. Мысленный эксперимент с нерастяжимой нитью тоже опровергает растяжение пространства (при растяжении пространства нерастяжимая нить должна лопнуть, а этого очевидно не произойдет).

Если нет искривления пространства (путь не увеличился), а эл.маг.изл. опоздало, значит где-то уменьшилась его скорость (относительно наблюдателя с Земли).

Здесь все логично.
Эксперименты показывают, что скорость протекания процессов (время) уменьшается с увеличением гравитационного потенциала. Эту разницу уже можно заметить на Земле с разницей в высоте всего 3 км. Представте какая будет разница в скорости протекания процессов на Земле и на Солнце!
Распространение эл.маг.волны это ведь тоже процесс, который протекает с определённой скоростью. И если скорость протекания процессов вблизи массивных тел уменьшается (факт), то и скорость распространения эл. маг. волны уменьшится. И естественно эл.маг.волна опоздает к наблюдателю.
Если представить невесомую ракету, которая движится со скоростью <<"с" (т.е. релятивистскими эффектами, связанными со скоростями близкими к скорости света можно пренебреч), то наблюдатель, находящийся на Земле увидит замедление ракеты при прохождении мимо Солнца и ракета опоздает на Землю. Однако наблюдатель в ракете не сможет зарегистрировать замедление времени (т.к. его часы тоже замедлят свой ход) и ему покажется, что он прибудет на Землю вовремя. Пройденый ракетой путь и для одного и для другого будет одинаковый - равный расчетному. Искривления пространства нет! Есть замедление процессов вблизи массивных тел.

Может я не в курсе ещё каких-то экспериментов по этой теме? Напишите пожалуйста.

[Spirit universe]

Электромагнитное излучение дошло до наблюдателя позднее расчетного.
Следовательно увеличился пройденый им путь (если считать скорость света постоянной).
Следовательно пространство искривлено.

Путь не увеличился, просто время, за которое свет прошел определенное расстояние, растянулось!

При попытке представить искривленное 3хмерное пространство возникает ряд противоречий.

1. При искривлении пространства происходит его растяжение => появляется избыток прстранства.
Если не вводить абстрактное 4-е измерение, то этому избытку некуда деваться.

Возможно...

2. Мысленный эксперимент с нерастяжимой нитью тоже опровергает растяжение пространства (при растяжении пространства нерастяжимая нить должна лопнуть, а этого очевидно не произойдет).

При растяжении пространства нить не должна лопнуть, ведь растягивается не нить, а пространство. Нить также остается пропорциональна пространству, как и была, другими словами.

Если нет искривления пространства (путь не увеличился), а эл.маг.изл. опоздало, значит где-то уменьшилась его скорость (относительно наблюдателя с Земли).

Время... время, Вы не учли время, а дело-то во времени. Время растягивается, т.е. замедляется, со стороны стороннего наблюдателя.

[Aleksey]

Время... время, Вы не учли время, а дело-то во времени. Время растягивается, т.е. замедляется, со стороны стороннего наблюдателя.

Мы говорим об одном и том же. Если бы мы могли следить за перемещением фронта эл.маг.волны, то увидили бы, что например возле Солнца она перемещается медленнее(как буд-то скорость света уменьшилась).

[Spirit universe]

Здесь все логично.
Эксперименты показывают, что скорость протекания процессов (время) уменьшается с увеличением гравитационного потенциала. Эту разницу уже можно заметить на Земле с разницей в высоте всего 3 км. Представте какая будет разница в скорости протекания процессов на Земле и на Солнце!

Ну, разница, все равно для нас не ощутима. Разницу легко можно заметить, например, на белом карлике, там год длиться на 10% дольше, чем в космосе, относительно свободном от гравитационных сил.

Искривления пространства нет! Есть замедление процессов вблизи массивных тел.

Есть, и то, и другое. Вы считаете, что действует либо искривленние пространства, либо замедление времени на задержку сигнала, но это ни так, действуют оба - наполовину искривленние пространства, наполовину замедление времени вблизи массивных объектов.

Может я не в курсе ещё каких-то экспериментов по этой теме? Напишите пожалуйста.

Могу описать еще один опыт, но попоезже.

[Spirit universe]

Время... время, Вы не учли время, а дело-то во времени. Время растягивается, т.е. замедляется, со стороны стороннего наблюдателя.

Мы говорим об одном и том же. Если бы мы могли следить за перемещением фронта эл.маг.волны, то увидили бы, что например возле Солнца она перемещается медленнее(как буд-то скорость света уменьшилась).

Верно, но по-правде она осталась прежней.