H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze:więc czy zasada ta w ogóle jest słuszna?
Kilkaset lat doświadczeń pokazuje, że można ją traktować jako słuszną, mimo że żeby była idealnie ściśle spełniona trzeba by było wziąć za układ cały Wszechświat.
Dlatego nie wzbudziłby drugiego wektora do drgań i światło jak gdyby zanikało. Poniekąd chyba się zgadzamy.


No w kwestii przestrzennie dwuwymiarowej przestrzeni (trójwymiarowej czasoprzestrzeni) to nie, bo nie ma tam czegoś takiego jak "drugi wektor". Pole magnetyczne nie jest w takiej przestrzeni polem wektorowym.
Sam napisałeś że w \(\displaystyle{ 1+1}\) wymiarach (rozumiem że to oznacza przestrzeń dwuwymiarową)
Taki zapis oznacza \(\displaystyle{ 1}\) wymiar przestrzenny i \(\displaystyle{ 1}\) wymiar czasowy. Więc to oznacza przestrzeń jednowymiarową i czasoprzestrzeń dwuwymiarową.
Mi bardziej chodziło o zdanie "fale EM nie mogłyby mieć takiej formy jak teraz w 2-wymiarach i być może nie moglibyśmy go zobaczyć oczyma bo są one przystosowane do trójwymiarowej formy tychże fal" - w takim ludzkim sensie by nie istniały.
W przestrzennie dwuwymiarowym świecie nie istnieliby trójwymiarowi ludzie, tylko raczej ludzie dwuwymiarowi, czy inne płaszczaki I prawdopodobnie widzieliby oni dwuwymiarowe fale elektromagnetyczne.
Jeśli tak to czy w ogóle możemy powiedzieć ze znamy naturę rzeczywistości?


Patrząc na to ile o niej wiemy, to ciężko powiedzieć, że nie wiemy kompletnie nic. Ale znowu wszystko rozbija się o słowa. Kiedy będziemy mogli stwierdzić, że "znamy naturę rzeczywistości"? Po czym to poznać?
"Przedwczoraj" cząstki, "wczoraj" fale, "dziś" pola kwantowe. Skoro tak szybko się zmienia opis to czy nie powinniśmy raczej powiedzieć: nie wiemy jak wygląda świat na najbardziej fundamentalnym poziomie, jedyne co możemy podać to najlepszą teorię która na dzisiejszy dzień opisuje oddziaływania czasami do 14 miejsc po przecinku.


A jak zdefiniujesz "wiedzieć" Nie wiemy wiele o najbardziej fundamentalnym poziomie, bo ten poziom na pewno uwzględnia kwantową grawitację. Ale z drugiej strony, zawsze jedyne co będziemy mieli to "najlepszą teorię która na dzisiejszy dzień opisuje oddziaływania czasami do x miejsc po przecinku."
Jednak jest to tylko sposób opisu zjawisk a za chwile może się zmienić.
No właśnie nie może się tak zmienić, żeby wszystko to co wiemy wyrzucono do kosza. Przecież wciąż budujemy mosty używając mechaniki z XVII wieku i wciąż używamy XIX-wiecznej elektrodynamiki do budowy sieci energetycznych. Bardziej bym powiedział, że opis ewoluuje, pochłaniając większość tego co już wiemy jako szczególne przypadki w szczególnych warunkach.
(a fizycy relatywistyczni nie zdążyli jeszcze wyjaśnić wszystkich zjawisk klasycznych)
Na przykład jakich?
nie rozumiem jak zasada korespondencji ma być spełniona skoro w ciągu 100 lat teorie fizyczne zmieniły się całkowicie a ogrom zjawisk i skomplikowanie ich opisów jest masakryczne....
Zmieniły, ale z tych opisów wynikają prostsze opisy z zakresu starych teorii. Dlatego zasada korespondencji jest spełniona. Słyszałeś np. o twierdzeniu Ehrenfesta?
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Myślę że temat zasady zachowania mamy z głowy bo przemawia do mnie to co mówisz i wydaje się sensowne.
Pole magnetyczne nie jest w takiej przestrzeni polem wektorowym.
Dzięki Tobie teraz to wiem. Myślałem inaczej bo każdy gif czy rysunek pokazuje fale EM z "dwiema drgającymi' strzałkami - skoro strzałka to naturalnie traktowałem to jako wektor.

Temat fal mamy zamknięty jeśli to stwierdzenie jest prawdziwe : postać fal elektromagnetycznych dowodzi że przestrzeń jest \(\displaystyle{ 3+1}\). W innych przestrzeniach fala też by istniała ale miałaby inną postać.
Skoro pole magnetyczne w tej sytuacji to nie wektor ale skalar - to teraz potrafię sobie wyobrazić dlaczego powinny istnieć też w przestrzeni \(\displaystyle{ 1+1}\) - dzięki Twoim opisom.
Ale znowu wszystko rozbija się o słowa. Kiedy będziemy mogli stwierdzić, że "znamy naturę rzeczywistości"? Po czym to poznać?
A jak zdefiniujesz "wiedzieć"

Chciałem powiedzieć że będziemy znali naturę rzeczywistości gdy będziemy wiedzieli czym są (faktycznie a nie tylko w opisie) najmniejsze budulce materii. Innymi słowy poznamy nature rzeczywistości jak będziemy wiedzieli jak "wyglądają"/jaką strukturę mają cząstki elementarne. Ale w sumie zobaczyć ich fizycznie nie można - wiadomo czemu. Więc zostaje opis matematyczny. Ale on jest tylko słuszny póki nowe obserwacje/teorie nie zaprzeczą wcześniejszemu opisowi. Z tego wynika że nawet jakbyśmy mieli fundamentalną teorię to nie będziemy wiedzieli czy jest ona fundamentalna czy za 1000 lat okaże się że jest inaczej.
Nawet jeśli za poznanie natury rzeczywistości rozumiemy jako wypracowanie teorii unifikacji wszystkich oddziaływań i opisująca wszystkie zjawiska z ogromną dokładnością - to nawet wtedy nie będzie można powiedzieć "znamy naturę rzeczywistości" bo wystarczy jeden eksperyment który zaprzeczy tej teorii i "nie mamy nic" - a tego przewidzieć nie można. Fizyka jest troche niewdzięczna bo 1000 eksperymentów potwierdzających teorię, może być zniszczone przez jeden niespójny fakt obserwacyjny.
Skoro to twierdzenie nie ma sensu to zostawmy je.


Czyli chyba stwierdzenie "poznania natury rzeczywistości" nie bardzo ma sens w tym znaczeniu
Na przykład jakich?
Nie chodzi mi o faktyczne zdarzenia historyczne. Chodzi mi o to że skoro nowa teoria ma tłumaczyć wszystkie zjawiska z starej teorii, to PRZYKŁADOWO gdy powstała teoria względności na początku 20 wieku to relatywiści musieli mieć masę roboty żeby wyjaśnić stare zjawiska na gruncie nowej teorii. Nie minęło 20 lat a już mieliśmy początki mechaniki kwantowej (czyli znów dużo się zmieniło). W takim sensie relatywiści nie zdążyli wyjaśnić teorią względności wszystkich zjawisk które zostały wyjaśnione klasycznie a już trzeba było robić to samo do mechaniki kwantowej. Skoro tak - to kiedy mieli czas rozwijać nowe teorię skoro najpierw żeby ją dobrze wprowadzić to musieli opisać wszystkie dotychczasowe zjawiska opisywane klasycznie.

Przykładowo: wchodzi QFT w której foton nie jest już cząstką ani falą....wszystko jest polami i wzbudzeniami tych pól. W takim razie trzeba na nowo wyjaśnić np. efekt fotoelektryczny zakładając ze wcale tam żadne cząstki nie uderzają i nie wybijają elektronów - bo jako tako cząstek nie ma tylko są wektory w przestrzeni Hilberta. Więc trzeba na nowo wyjaśnić efekt fotoelektryczny w ramach QFT. I idąc tym tropem trzeba wyjaśnić resztę zjawisk które miały wyjaśnienie klasyczne - co byłoby strasznie trudne i żmudne. Mam nadzieję że wiesz co mam na myśli. Efekt fotoelektryczny to tylko przykład - można by podać setki innych. przykładowo ujemna energia elektronu w atomie jest wyjaśniona klasycznie....a nawet falowo...ale zgodnie z QFT powinna znów być na nowo wyjaśniona. To jest ogrom pracy - który nazwałem młynem.

I teraz skoro fizycy zajmujący się kwantową teorią pola mieliby usiąść i wyjaśniać w podobny sposób wszystkie zjawiska wyjaśnione starą teorią aby udowodnić sceptykom że nowa teoria jest słuszna i spełnia zasadę korespondencji - to zamiast rozwijać nową teorię to musieliby tylko siedzieć i wyjaśniać "stare" zjawiska na gruncie nowej teorii.

No ale :
Zmieniły, ale z tych opisów wynikają prostsze opisy z zakresu starych teorii
więc chyba wszystko w temacie - chociaz intuicja mówi mi coś innego (to co wyżej napisałem)

Twierdzenie Ehrenfesta - właśnie przeczytałem i rozumiem że zmiany położenia i pędu zachodzą tak samo jak w teorii klasycznej. Więc może to nie jest tak jak myślałem ze wszystkie zjawiska ruchu trzeba mozolnie tłumaczyć nową teorią - tylko wystarczy twierdzenie że zmiany ruchu są są analogiczne w obu teoriach -nie trzeba wszystkiego tłumaczyć od nowa tylko jednym twierdzeniem mozna "to załatwić"


====

Będąc z znajomymi (nie gadaliśmy o fizyce) jeden z nich rzucił zdanie że masa rośnie z prędkością. Powiedziałem mu że tak kiedyś myślano ale dziś wiemy że tak nie jest - a masa relatywistyczna to relikt fizyki. Masa jest jedna, jest parametrem charakteryzującym dane ciało i się nie zmienia. Jeśli ktoś pędzi w rakiecie nawet z prędkością 0,9 c to nie zmienia się jego masa ale energia. Nie dziwię się że nie przekonałem go bo jak startuje rakieta to dociska nas do fotela - co można odebrać jak przyrost masy...tej energii za to nigdzie nie widać. Rozumiem że masa bezwładnościowa (która jest równa masie grawitacyjnej) odpowiada ze to wciśniecie w fotel...

Z jednej strony niektóre źródła mówią że masa relatywistyczna zależy z jakiego układu odniesienia patrzymy. W jednym rośnie a w drugim układzie nie ( jakoś cieżko mi sobie to wyobrazić)
A z drugiej strony Prof. Meissner wyraźnie mówi w wykładach że błędem jest mówienie o masie relatywistycznej i masa nie wzrasta. No chyba że chodziło mu o faktyczny przyrost atomów w ciele - bo to nie wzrasta niezależnie w jakim układzie odniesienia patrzymy.

konkretne pytanie : jak mu to wyjaśnić żeby go przekonać że się myli i masa nie rośnie

Mam jeszcze dużo więcej tematów na dyskusję...ale nie wiem czy Cię nie męczę. Nie musisz mi na wszystko odpowiadać i tak jestem bardzo wdzięczny za to co już napisałeś
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze: Dzięki Tobie teraz to wiem. Myślałem inaczej bo każdy gif czy rysunek pokazuje fale EM z "dwiema drgającymi' strzałkami - skoro strzałka to naturalnie traktowałem to jako wektor.
Bo tak jest jeśli przestrzeń ma trzy wymiary (czasoprzestrzeń cztery).
Temat fal mamy zamknięty jeśli to stwierdzenie jest prawdziwe : postać fal elektromagnetycznych dowodzi że przestrzeń jest \(\displaystyle{ 3+1}\). W innych przestrzeniach fala też by istniała ale miałaby inną postać.
Jest prawdziwe :wink:
Chciałem powiedzieć że będziemy znali naturę rzeczywistości gdy będziemy wiedzieli czym są (faktycznie a nie tylko w opisie) najmniejsze budulce materii.
Jak rozróżnisz wiedzę "faktyczną" od "tylko opisu"?
Innymi słowy poznamy nature rzeczywistości jak będziemy wiedzieli jak "wyglądają"/jaką strukturę mają cząstki elementarne.
Można stwierdzić, że już to wiemy. Przynajmniej do pewnego poziomu dokładności :wink:
Ale on jest tylko słuszny póki nowe obserwacje/teorie nie zaprzeczą wcześniejszemu opisowi.


"W zasadzie" każda teoria może być obalona, ale w praktyce to ciężko o coś takiego. Teoria fizyczna to z definicji zbiór modeli matematycznych, które dają potwierdzone przez doświadczenie i obserwacje wyniki.
Skoro nasze obecne teorie takie jak OTW czy QFT są tak 'duże' i mają tak ogromny zakres stosowalności i są tak zgodne z doświadczeniami i obserwacjami jak żadna inne teorie w historii nauki, to prawdopodobieństwo tego, że zostaną całkowicie do końca obalone jest bliskie zeru. Zresztą od nowych modeli takich jak "teorie" strun, czy pętlowa grawitacja kwantowa oczekuje się, że w odpowiednich granicach dadzą nam OTW i QFT.
Z tego wynika że nawet jakbyśmy mieli fundamentalną teorię to nie będziemy wiedzieli czy jest ona fundamentalna czy za 1000 lat okaże się że jest inaczej.
To jest prawda, dlatego rozważania nad fundamentalnością mają w fizyce ograniczony zakres zastosowań :wink: Bo za dużo w tym filozofii i nie do końca zdefiniowanych pojęć.
to nawet wtedy nie będzie można powiedzieć "znamy naturę rzeczywistości" bo wystarczy jeden eksperyment który zaprzeczy tej teorii i "nie mamy nic" - a tego przewidzieć nie można. Fizyka jest troche niewdzięczna bo 1000 eksperymentów potwierdzających teorię, może być zniszczone przez jeden niespójny fakt obserwacyjny.
No ale pomyśl: czy mechanika Newtona została zniszczona przez teorię względności? Czy w ogóle jakakolwiek teoria klasyczna została zniszczona przez teorię kwantową? Tak jak mówiłem "w zasadzie" jest to możliwe, ale w praktyce nowe niespójne ze znanymi i dobrze ugruntowanymi teoriami fizycznymi fakty doświadczalne nie zniszczą tych teorii. Zmniejszą co najwyżej zakres ich zastosowań, tak jak to było np. z mechaniką newtonowską.
Chodzi mi o to że skoro nowa teoria ma tłumaczyć wszystkie zjawiska z starej teorii, to PRZYKŁADOWO gdy powstała teoria względności na początku 20 wieku to relatywiści musieli mieć masę roboty żeby wyjaśnić stare zjawiska na gruncie nowej teorii.


Wcale nie mieli dużo roboty. Wystarczy np. wykazać, że dla małych prędkości równania STW dają np. równania dynamiki Newtona. Albo, że dla słabych i wolno zmiennych w czasie pól grawitacyjnych równania OTW dają prawo powszechnego ciążenia.
Przykładowo: wchodzi QFT w której foton nie jest już cząstką ani falą....wszystko jest polami i wzbudzeniami tych pól. (...) Więc trzeba na nowo wyjaśnić efekt fotoelektryczny w ramach QFT.
To akurat nie jest aż tak dużo roboty, męczy się tym studentów na ćwiczeniach z kwantowej teorii pola :wink:
I idąc tym tropem trzeba wyjaśnić resztę zjawisk które miały wyjaśnienie klasyczne - co byłoby strasznie trudne i żmudne.


Ale efekt fotoelektryczny nie miał wyjaśnienia klasycznego :wink:
przykładowo ujemna energia elektronu w atomie jest wyjaśniona klasycznie....a nawet falowo...ale zgodnie z QFT powinna znów być na nowo wyjaśniona.
Ujemna energia elektronu w atomie, czy ogólnie ujemna energia układów związanych, to tylko wygodna konwencja przyjęta przez ogół fizyków dawno temu. Konwencji nie trzeba wyjaśniać :wink:
I teraz skoro fizycy zajmujący się kwantową teorią pola mieliby usiąść i wyjaśniać w podobny sposób wszystkie zjawiska wyjaśnione starą teorią aby udowodnić sceptykom że nowa teoria jest słuszna i spełnia zasadę korespondencji - to zamiast rozwijać nową teorię to musieliby tylko siedzieć i wyjaśniać "stare" zjawiska na gruncie nowej teorii.
Owszem, ale nie muszą wyjaśniać wszystkich starych zjawisk nową teorią. Jak pisałem wyżej, wystarczy pokazać że równania mniej dokładnej teorii wynikają z równań tej dokładniejszej. Reszta to już zabawa nieobowiązkowa.
Więc może to nie jest tak jak myślałem ze wszystkie zjawiska ruchu trzeba mozolnie tłumaczyć nową teorią - tylko wystarczy twierdzenie że zmiany ruchu są są analogiczne w obu teoriach -nie trzeba wszystkiego tłumaczyć od nowa tylko jednym twierdzeniem mozna "to załatwić"
Dokładnie! :)

Nie dziwię się że nie przekonałem go bo jak startuje rakieta to dociska nas do fotela - co można odebrać jak przyrost masy...
No to akurat jest dla mnie dziwne myślenie. Jak rusza zwykły autobus to też nas wciska w fotel, a raczej nikt tego nie odbiera jako przyrost masy.
Rozumiem że masa bezwładnościowa (która jest równa masie grawitacyjnej) odpowiada ze to wciśniecie w fotel...
Nie masa, a sama bezwładność, która w teorii względności działa trochę inaczej niż w fizyce newtonowskiej.
Z jednej strony niektóre źródła mówią że masa relatywistyczna zależy z jakiego układu odniesienia patrzymy. W jednym rośnie a w drugim układzie nie ( jakoś cieżko mi sobie to wyobrazić)
A z drugiej strony Prof. Meissner wyraźnie mówi w wykładach że błędem jest mówienie o masie relatywistycznej i masa nie wzrasta.
No nawet na tym forum masa relatywistyczna bywa tematem kontrowersyjnym. Już pisałem niemałe wypracowania na ten temat, ale napiszę jeszcze raz.

Pierwsza rzecz, którą należy sobie uświadomić, to fakt iż nie wszystkie wielkości fizyczne mamy dane "z góry". Nie wszystkie definicje są oczywiste i można przyjąć różne, ale dające tę samą fizykę. Wiele takich sytuacji dostarcza właśnie teoria względności.
Jak uogólnić pęd newtonowski? Tu sytuacja jest trochę bardziej oczywista, bo od pędu wymagamy, aby był w odpowiednich warunkach zachowany. Wydaje się, że sensownym uogólnieniem jest takie: \(\displaystyle{ \vec{p}=\gamma m \vec{v}}\). No i ok, ta wielkość jest zachowana w układach izolowanych oraz w granicy nierelatywistycznej daje nam pęd newtonowski. Idealnie. Tylko teraz jak człowiek widzi takie coś pierwszy raz, nie czuje jeszcze powagi teorii względności i ma wielką potrzebę trzymania się wzorów nierelatywistycznych, to nachodzi go ochota wprowadzenia czegoś takiego jak masa relatywistyczna \(\displaystyle{ m_{rel}=\gamma m}\) i uznania tego za relatywistyczne uogólnienie masy z mechaniki newtonowskiej. Spoko, fajnie, wtedy wzór na pęd wygląda tak samo jak w fizyce nierelatywistycznej \(\displaystyle{ \vec{p}=m_{rel}\vec{v}}\) i jest szansa, że wszystkie relatywistyczne uogólnienia będą polegały na zamianie masy \(\displaystyle{ m}\) na masę relatywistyczną. To idziemy dalej - energia. Relatywistyczna energia kinetyczna wygląda tak: \(\displaystyle{ E_k=mc^2(\gamma-1)}\) i niestety nie otrzymamy tego ze wzoru \(\displaystyle{ \frac{1}{2}mv^2}\) podmieniając \(\displaystyle{ m}\) na \(\displaystyle{ m_{rel}}\). Dalej - siła i druga zasada dynamiki. W przypadku ogólnej postaci tej zasady zamiana masy na masę relatywistyczną działa: \(\displaystyle{ \vec{F}=\frac{d(m_{rel}\vec{v})}{dt}}\). Ale w przypadku postaci tradycyjnej sprawa wygląda dużo gorzej, bo relatywistyczny związek między siłą i przyspieszeniem wygląda tak: \(\displaystyle{ \vec{F}=m\gamma^3\vec{a}_\parallel+m\gamma\vec{a}_\perp}\), gdzie \(\displaystyle{ \vec{a}_\parallel}\) to składowa przyspieszenia wzdłuż kierunku ruchu, a \(\displaystyle{ \vec{a}_\perp}\) to składowa poprzeczna. Okazuje się, że przyspieszenie i siła nie są wektorami współliniowymi. Do tego, jeśli chcemy traktować serio masę relatywistyczną, to powinniśmy równie serio traktować masę podłużną \(\displaystyle{ m\gamma^3}\) i masę poprzeczną (równą relatywistycznej) \(\displaystyle{ m\gamma}\).
Niedługo po publikacja Einsteina, Minkowski podał geometryczne sformułowanie STW. Wprowadza się tam tzw. czterowektory. I jak się wprowadzi czteroprędkość, czteroprzyspieszenie, czteropęd, czterosiłę, to będą zachodziły związki, które wyglądają jak te w fizyce newtonowskiej:
dla czteropędu i czteroprędkości: \(\displaystyle{ p^\mu=mu^\mu}\)
dla czterosiły i czteroprzyspieszenia: \(\displaystyle{ K^\mu=mb^\mu}\)
Używamy tu zwykłej masy, nie relatywistycznej. I co teraz zrobić? Czy faktycznie masa relatywistyczna jest pojęciem przydatnym? Czy jest dobrym relatywistycznym uogólnieniem masy? Czas pokazał, że \(\displaystyle{ m_{rel}}\) jest uogólnieniem mało przydatnym, do tego często prowadzącym laików na manowce. W fizyce wysokich energii używa się układu jednostek w których \(\displaystyle{ c=1}\), a wtedy masa relatywistyczna jest równa dokładnie energii całkowitej. Zatem po co nam dodatkowa nazwa, skoro mamy już jedną i lepiej pasującą? W OTW tak samo masa relatywistyczna się nie sprawdziła. Fizycy pozostali przy takiej definicji masy, która daje wielkość niezależną od układu odniesienia i jest to (w jednostkach \(\displaystyle{ c=1}\)) długość wektora czteropędu. Jest to ogólnie przyjęta przez fizyków-praktyków definicja i żadnej innej w publikacjach nie znajdziesz. Znajdziesz za to wciąż wiele podręczników, które twierdzą, że "masa to masa relatywistyczna", ale podręczniki takie należy uznać za przestarzałe.

A tak w skrócie dla kolegi: jest kilka możliwości zdefiniowania masy w fizyce relatywistycznej. Fizycy wybrali tę definicję, która z praktycznego punktu widzenia jest najlepsza i najmniej niejednoznaczna - przez masę rozumieją masę niezmienniczą, będącą długością wektora czteropędu. Problemem jest tylko to, że wciąż wielu niedouczonych dydaktyków, którzy w teorii względności czy teorii pola "nie siedzą", naucza o masie relatywistycznej tak jakby to była "ta masa".

Mam jeszcze dużo więcej tematów na dyskusję...ale nie wiem czy Cię nie męczę.
Oczywiście, że nie. Jakby mi się nie chciało, to bym nie odpisywał :wink:
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Dziękuję. Rozumiem powyższego posta więc na razie do niego nie wracam.

W moje głowie coś się pojawiła i nie wiem gdzie tkwi błąd w moim rozumowaniu - taki szybkie pytanie w ramach odpoczynku przed dalszymi dyskusjami.

Z wzoru na prędkość orbitalną wynika że im dalsza orbita tym prędkość musi być mniejsza (przy takiej samej masie). Powiedzmy że mam statek kosmiczny orbitujący wokół ziemi, prędkość względem słońca jest taka sama jak prędkość ziemi czyli \(\displaystyle{ 30 km/h}\). Załóżmy że chcemy umieścić statek gdzieś za Saturnem - nie chcemy stosować asysty grawitacyjnej - mamy do dyspozycji silniki i nieskończone paliwo. No to zaczynamy. Żeby "wydłużyć" orbitę to trzeba zwiększać prędkość względem ziemi do chyba \(\displaystyle{ 11 km/h}\). No ale względem słońca ta prędkość też się zmienia a mówiąc dokładniej to rośnie - bo gdyby malała to nie oddalalibyśmy się od słońca tylko zbliżyli (bo wyhamowaliśmy trochę względem słońca)

No to orbita się "rozciągła" i oddalamy się od ziemi i słońca -i wchodzimy jakby na orbitę wokół słoneczną która ma promień większy niż orbita ziemi.

No i jak to się ma do tego że dalsza orbita ma mniejszą prędkość orbitalną? Skoro miałem najpierw \(\displaystyle{ 30 km/h}\) względem słońca i jeszcze przyspieszyłem żeby oddalić się na dalszą orbitę - to jak na niej mogę mieć mniejszą prędkość niż bazowa \(\displaystyle{ 30 km/h}\) ?

Czy w związku z tym statek kosmiczny musi trochę wyhamować gdy już znajdzie się daleko od ziemi aby wejść na stabilną orbitę okołosłoneczną? gdzie tkwi błąd w moim myśleniu.

Niby takie proste rzeczy ale wyobraźnia zawodzi. Może to nie wyobraźnia ale brak wiedzy.
Ostatnio zmieniony 13 lut 2019, o 23:59 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości: na razie.
Toliman
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 36
Rejestracja: 24 kwie 2016, o 21:44
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Brzeg
Podziękował: 1 raz
Pomógł: 3 razy

H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Toliman »

Po odpaleniu silników wszedłeś na orbitę eliptyczną, której punkt najbliższy Słońcu (peryhelium) jest w punkcie odpalenia silników. W pozostałych punktach orbity prędkość statku będzie już mniejsza, a energia kinetyczna przejdzie w energię potencjalną. Jeżeli chcesz uzyskać orbitę kołową o żądanym promieniu to musisz poczekać aż statek przemieści się po orbicie eliptycznej a następnie ponownie odpalić silnik. Nazywa się to manewrem Hohmana.
... y_Hohmanna
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Hmmm - chyba już rozumiem, pomocne w wyobrażeniu tego są doświadczenia z Kerbal Space Program

Czyli : gdy będąc jeszcze na ziemskiej orbicie odpale silniki aby "odlecieć" to mimo że ciągle się poruszam i zwiększam prędkość to jestem jak gdyby cały czas w peryhelium orbity. Po np. 1 minucie wyłączam silniki i dopiero wtedy opuszczam peryhelium i zaczynam lecieć po silnie eliptycznej orbicie w stronę aphelium. Lecąc od peryhelium do aphelium cały czas tracę prędkość. W aphelium mam najmniejszą prędkość i po minięciu tego punktu prędkość zwiększa się aż do peryhelium. Jeśli tak to jest to zrozumiałem

Powstało kolejne pytanie. Bo Powiedzmy że rozciągam sobie orbitę - nieważne czy kołową czy eliptyczną. Ale nie moge tak w nieskończoność.... kiedy ta orbita wokół ziemi przeskoczy jakby w orbitę wokół słońca. Wystarczy że na orbicie ziemi odpale silniki i osiągnę II prędkość kosmiczną i już wtedy moja orbita "przeskoczy" na orbite silnie eliptyczną wokół słońca a nie ziemi ?
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze:kiedy ta orbita wokół ziemi przeskoczy jakby w orbitę wokół słońca.
Orbita wokół Ziemi jest też cały czas orbitą wokół Słońca
Wystarczy że na orbicie ziemi odpale silniki i osiągnę II prędkość kosmiczną i już wtedy moja orbita "przeskoczy" na orbite silnie eliptyczną wokół słońca a nie ziemi ?
Nigdy się nad takimi rzeczami nie zastanawiałem, ale wydaje mi się, że tak. Taka jest praktyczna idea II prędkości kosmicznej, bo teoretyczna idea zakłada brak innych ciał oprócz Ziemi.
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Witam

Chciałbym zapytać o kilka rzeczy

1) Spotkałem się z stwierdzeniem że osobliwości (tak wiem - mówiłeś ze nikt nie traktuje ich jako realnych) nie powinniśmy traktować jako obszary czasoprzestrzeni w której krzywizna staje się dowolnie duża. Kłopot z tą definicją jest taki że "punkty osobliwe można wyciąć i twierdzić że pozostała rozmaitość to cała czasoprzestrzeń". Dlatego bardziej słusznie traktować czasoprzestrzeń jako maksymalną rozmaitość z dostatecznie gładką metryką.

Jaki mam z tym problem? szczerze to nie rozumiem co autor mówi. Czym są punkty osobliwe? jak można wyciąć coś tak abstrakcyjnego? jak to rozumieć?. Dlaczego po ich wycięciu możemy twierdzić ze pozostała rozmaitość to cała czasoprzestrzeń. Czym jest ta rozmaitość? czytając na wiki czytam, że to zbiór punktów wyposażony w geometrię. Czyli że można wyciąć jakieś punkty i stwierdzić ze pozostałe punkty to cała czasoprzestrzeń - to takie abstrakcyjne i nie wiem jak to zrozumieć ;/ dlaczego mozemy "wycinać punkty osobliwe" - to tylko wypowiedziane zdanie, a realnie nic wyciąć nie mozemy - więc jaki ma to sens fizyczny poza słowami?
Płaska metryka - nic mi to nie mówi :(

Jeśli uznasz ze tłumaczenie tego jest jak tłumaczenie ciągów osobie która nie umie dodawać - to całkowicie to rozumiem i nie musisz się wysilać. Faktem jest że mało wiem a tematy które poruszam raczej do prostych nie należą.

2) chce wrócić do promieniowania Hawkinga. Mowiłeś ze tłumaczenie tego przez cząstki wirtualne to heurystyka a nie opis ścisły. Że Hawking tak to tłumaczył bo nie umiał lepiej. Skończyło się na tym że stwierdziłeś, że nie ma tam żadnych cząstek wirtualnych tylko olbrzymie pole grawitacyjne czarnej dziury "zużywa jej energie" do wytwarzania materii poza horyzontem zdarzeń (mniej więcej). Widzę tu pewną nieścisłość - skoro to miałby być opis najbardziej zbliżony do rzeczywistego - to po co Hawking mówił o jakiś cząstkach wirtualnych? nie mógł od razu powiedzieć o polu grawitacyjnym itd? Proszę o komentarz :) pomijam fakt że czuje straszny niepokój z tym że coś się kreuję poza czarną dziurą wykorzystując jej energię - mimo wszystko silnie nasuwa to odczucie że jednak coś "wylatuje"
z czarnej dziury (czy energia czy materia) no a tak być chyba nie może?

3) jak traktować takie filmiki :

Kod: Zaznacz cały

https://www.youtube.com/watch?v=yqLlgIaz1L0

Kod: Zaznacz cały

https://www.youtube.com/watch?v=oSCX78-8-q0


profile które to wstawiły wydają się dosyć rzetelne (nie wiem dlaczego tak uważam) no ale przecież chyba nie idzie nagrać ani zobaczyć nawet pod najlepszym mikroskopem atomu. więc jak to jest? ile jest w tym filmiku prawdy a ile fikcji i jak je traktować? Ostatnio ktoś ze mną dyskutował że pod mikroskopem można zobaczyć chmurę elektronową - co wydawało mi się kompletną bzdurą (ale po bliższym zapoznaniu się z profilem tej osoby i zobaczeniu ze wrzuca filmy o tytule "Destroying Einstein's Special Relativity With Facts and Logic" - stwierdziłem że nie poniżę się do tego poziomu żeby z taką osobą na poważnie dyskutować o fizyce). Proszę o komentarz.

3 pytanka na rozgrzewkę. Pozdrawiam :)
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze:Jeśli uznasz ze tłumaczenie tego jest jak tłumaczenie ciągów osobie która nie umie dodawać - to całkowicie to rozumiem i nie musisz się wysilać. Faktem jest że mało wiem a tematy które poruszam raczej do prostych nie należą.
Zagadnienie, które poruszyłeś to w gruncie rzeczy bardziej matematyka (a konkretniej geometria różniczkowa) niż fizyka.
Rozmaitość to takie uogólnienie pojęcia powierzchni, które odrzuca całe otoczenie w którym powierzchnia się znajduje. Standardowo dwu- lub jednowymiarowe powierzchnie definiuje się jako odpowiednie podzbiory wzorcowej, płaskiej przestrzeni \(\displaystyle{ \RR^3}\). Np. dwuwymiarowa sfera to zbiór tych punktów \(\displaystyle{ \RR^3}\), których odległość od pewnego wybranego punktu (środka) jest równa pewnej ustalonej liczbie (promieniowi). Okazuje się, że sferę można zdefiniować inaczej, nie odnosząc się w ogóle do tego, że jest ona w jakimś większym zbiorze. Ta bardziej abstrakcyjna definicja bazuje na tym, że sfera lokalnie, czyli w dużym powiększeniu wygląda jak kawałek płaszczyzny \(\displaystyle{ \RR^2}\). Chyba rozumiesz Dlatego też wielu ludzi uważało i wciąż uważa, że Ziemia jest płaska. W końcu lokalnie tak wygląda. Rozmaitość \(\displaystyle{ n}\)-wymiarowa to coś co lokalnie wygląda jak \(\displaystyle{ \RR^n}\). Ważnym przykładem jest stożek, ale taki bez podstawy, tylko "rozciągający się do nieskończoności". Otóż, żeby taki stożek uznać za rozmaitość dwuwymiarową, to musimy wyciąć z niego jogo czubek. Bo gdybyśmy ten czubek jednak zostawili i popatrzyli z bliska, to taki stożek w okolicy czubka nie wyglądałby jak \(\displaystyle{ \RR^2}\), bo \(\displaystyle{ \RR^2}\) żadnych czubków, ostrzy ani takich cudów nie ma. Czubek ten nazwać można punktem osobliwym stożka. Intuicja zbudowana na tym przykładzie (o ile ją faktycznie zbudujesz) jest bardzo pomocna w przypadkach innych osobliwości.
Fizyka jako nauka empiryczna bazuje na pomiarach, w szczególności pomiarach odległości i czasu. Zatem rozmaitości, których używamy w fizyce muszą nam pozwalać obliczać odległości. Same z siebie tego nie robią, dlatego musimy zadać na nich dodatkową strukturę, którą nazywamy strukturą metryczną. Bazuje ona na pojęciu iloczynu skalarnego wektorów. Struktura metryczna (zwana metryką, lub też tensorem metrycznym) pozawala nam obliczać iloczyny skalarne wektorów zaczepionych w jednym punkcie rozmaitości. Może to mało oczywiste, ale dzięki temu jesteśmy w stanie obliczać długości krzywych, pola powierzchni, kąty, objętości, a także wielkości mówiące nam o tym, jak cała nasza rozmaitość jest pokrzywiona. Wielkości te to tensory krzywizny (Riemanna, Ricciego, Weyla), skalar krzywizny Ricciego i pewnie jeszcze kilka podobnych się znajdzie.
Czasoprzestrzeń OTW (i każda inna) jest modelowana przez odpowiednią czterowymiarową rozmaitości ze strukturą metryczną. Równania Einsteina ogólnej teorii względności to właśnie równania na tensor metryczny. Z tensora tego wyznacza się tensor krzywizny Riemanna, który najbliższy jest temu co z newtonowskiej grawitacji znamy jako natężenie pola grawitacyjnego. Wyznacza się też inne rzeczy. Jeśli rozpatrujemy Wszechświat jako całość i wyznaczymy odpowiednią metrykę to możemy np. obliczyć coś takiego co się nazywa "skalar ekspansji linii świata obserwatorów współporuszających się", który ma wartość dodatnią. I przez tę dodatnią wartość mówimy, że Wszechświat się rozszerza.
Wracając do osobliwości. Jeden typ osobliwości już przedstawiłem, jest to typ "stożkowy". Stożek bez czubka ma po tym czubku wyrwę. I wszystkie linie świata zmierzające w tę stronę się po prostu urywają. Inne osobliwości związane są z metryką i jej krzywizną. Mamy osobliwości pozorne, czyli punkty w których tensor metryczny wyrażony w pewnym układzie współrzędnych ma niektóre składowe nieskończone i jednocześnie istnieje inny układ współrzędnych, w którym tych nieskończoności nie ma. Mamy też osobliwości nieusuwalne, które od układu współrzędnych nie zależą. Osobliwość Wielkiego Wybuchu, czy osobliwości czarnych dziur są tego typu. Tak przy okazji dodam, że o osobliwościach tych trzeba myśleć bardziej jako o "punktach w czasie", a nie "punktach w przestrzeni". Osobliwość Wielkiego Wybuchu to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przeszłości każdego obserwatora. Osobliwość czarnej dziury to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przyszłości każdego obserwatora, który przekroczy horyzont zdarzeń.
Fermion pisze:Spotkałem się z stwierdzeniem że osobliwości (tak wiem - mówiłeś ze nikt nie traktuje ich jako realnych) nie powinniśmy traktować jako obszary czasoprzestrzeni w której krzywizna staje się dowolnie duża. Kłopot z tą definicją jest taki że "punkty osobliwe można wyciąć i twierdzić że pozostała rozmaitość to cała czasoprzestrzeń". Dlatego bardziej słusznie traktować czasoprzestrzeń jako maksymalną rozmaitość z dostatecznie gładką metryką.
Problem polega na tym, że nieskończoność nie jest liczbą. Mówiąc "krzywizna staje się nieskończona" mamy na myśli pewne przejście graniczne, w którym w trakcie zbliżania się do pewnego punktu krzywizna rośnie nieograniczenie. Stwierdzenie, że "rośnie nieograniczenie, aż w osobliwości staje się nieskończona" rozumiane wprost jest matematycznie niepoprawne. Nic nie staje się nieskończone. Krzywizna czy metryka nie są w osobliwości w ogóle określone, tak jak funkcja \(\displaystyle{ \frac{1}{x}}\) nie jest określona dla \(\displaystyle{ x=0}\). Jeśli podstawowe dla fizyki wielkości nie są określone, czyli nie jesteśmy w stanie ich obliczyć i porównać z eksperymentem, to znaczy, że nasz model matematyczny się załamuje. Ponadto, z czysto matematycznego punktu widzenia, punkty osobliwe nie mogą być częścią rozmaitości, bo w tym punktach nie jesteśmy w stanie obliczyć wielkości, które rozmaitość opisują, czy wręcz definiują.
Fermion pisze:jak można wyciąć coś tak abstrakcyjnego? jak to rozumieć?.
Wyciąć w tym sensie, że nie bierzemy pod uwagę punktów, które być może są ok z punktu widzenia suchej definicji rozmaitości, ale dodatkowe struktury geometryczne opisujące tę rozmaitość są w tych punktach nieokreślone. A jak są nieokreślone, to nic w tych punktach, ani z tymi punktami zrobić nie możemy. Zatem na co nam one?
Fermion pisze:Widzę tu pewną nieścisłość - skoro to miałby być opis najbardziej zbliżony do rzeczywistego - to po co Hawking mówił o jakiś cząstkach wirtualnych? nie mógł od razu powiedzieć o polu grawitacyjnym itd?
Nie znam fizyka, który by uważał, że opis promieniowania Hawkinga poprzez cząstki wirtualne jest najbardziej zbliżony do rzeczywistego (przy założeniu, że zna temat kwantowej teorii pola w zakrzywionych czasoprzestrzeniach). Ba, to chyba najbardziej rozbieżna z rzeczywistością rzecz sprzedawana w popularnonaukowym świecie. Podobno jeszcze wszystko co się o kwarkach przeczyta można wyrzucić do kosza, ale nie wiem bo nie miałem okazji nikogo "prostować" w tej kwestii.
A po co to nie wiem. Raczej wiedział, że podobne zjawisko (kreacji par cząstka-antycząstka) może też zachodzić w silnych polach elektromagnetycznych, można to było pod to podciągnąć.
mimo wszystko silnie nasuwa to odczucie że jednak coś "wylatuje" z czarnej dziury (czy energia czy materia) no a tak być chyba nie może?
Może, pisałem w ostatnim temacie, że w zjawisku tym występuje przepływ energii i pędu pola. Materia to akurat mało jednoznaczne słowo w kontekście kwantowej teorii pola. Na pewno ciężko je używać w tradycyjnym jego rozumieniu.
profile które to wstawiły wydają się dosyć rzetelne (nie wiem dlaczego tak uważam) no ale przecież chyba nie idzie nagrać ani zobaczyć nawet pod najlepszym mikroskopem atomu.
Wszystko się rozbija o znaczenie słowa "zobaczyć". Jeśli masz na myśli zobaczyć wprost optycznie to nie, nie da się. Ale można to obejść, używając mikroskopów nieoptycznych takich jak skaningowy mikroskop tunelowy, czy mikroskop sił atomowych. Mikroskopy te mierzą np. natężenie prądu wzbudzonego między badaną próbką, a igłą mikroskopu. Natężenie to jest potem przetwarzane na obraz optyczny, który możesz zobaczyć na ekranie
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Rozmaitość to takie uogólnienie pojęcia powierzchni, które odrzuca całe otoczenie w którym powierzchnia się znajduje. Standardowo dwu- lub jednowymiarowe powierzchnie definiuje się jako odpowiednie podzbiory wzorcowej, płaskiej przestrzeni \(\displaystyle{ \RR^3}\). Np. dwuwymiarowa sfera to zbiór tych punktów \(\displaystyle{ \RR^3}\), których odległość od pewnego wybranego punktu (środka) jest równa pewnej ustalonej liczbie (promieniowi). Okazuje się, że sferę można zdefiniować inaczej, nie odnosząc się w ogóle do tego, że jest ona w jakimś większym zbiorze. Ta bardziej abstrakcyjna definicja bazuje na tym, że sfera lokalnie, czyli w dużym powiększeniu wygląda jak kawałek płaszczyzny \(\displaystyle{ \RR^2}\). Chyba rozumiesz Dlatego też wielu ludzi uważało i wciąż uważa, że Ziemia jest płaska. W końcu lokalnie tak wygląda. Rozmaitość \(\displaystyle{ n}\)-wymiarowa to coś co lokalnie wygląda jak \(\displaystyle{ \RR^n}\). Ważnym przykładem jest stożek, ale taki bez podstawy, tylko "rozciągający się do nieskończoności". Otóż, żeby taki stożek uznać za rozmaitość dwuwymiarową, to musimy wyciąć z niego jogo czubek. Bo gdybyśmy ten czubek jednak zostawili i popatrzyli z bliska, to taki stożek w okolicy czubka nie wyglądałby jak \(\displaystyle{ \RR^2}\), bo \(\displaystyle{ \RR^2}\) żadnych czubków, ostrzy ani takich cudów nie ma. Czubek ten nazwać można punktem osobliwym stożka. Intuicja zbudowana na tym przykładzie (o ile ją faktycznie zbudujesz) jest bardzo pomocna w przypadkach innych osobliwości.
Bardzo mi się to podobało i przyjemnie się to czytało. Zastanawiam się tylko co daje fizykowi "wycinanie" tego. Jedyną przyczyną jest to że nie da się określić żadnych struktur geometrycznych w tych punktach? czy jest inna przyczyna jeszcze?
Tak przy okazji dodam, że o osobliwościach tych trzeba myśleć bardziej jako o "punktach w czasie", a nie "punktach w przestrzeni". Osobliwość Wielkiego Wybuchu to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przeszłości każdego obserwatora. Osobliwość czarnej dziury to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przyszłości każdego obserwatora, który przekroczy horyzont zdarzeń.
Wydaje mi się ze wiem po części co chcesz powiedzieć. Osobliwość Wielkiego Wybuchu to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przeszłości każdego obserwatora ponieważ każdy obserwator musiał być w tej początkowej osobliwości (jeśli miała miejsce) bo nie istniało nic na zewnątrz. W drugim przypadku osobliwość czarnej dziury to taki moment w czasie, który znajduje się w stożku przyszłości każdego obserwatora, który przekroczy horyzont zdarzeń - bo jak wpadł za horyzont jego linia świata musi wylądować w osobliwości. Rozumiem co chcesz powiedzieć że powinno się myśleć o osobliwości jako miejscu w czasie - ale chyba mogę również myśleć o osobliwości jako fizycznych punktach w przestrzeni?

===
Fermion napisał(a):
Widzę tu pewną nieścisłość - skoro to miałby być opis najbardziej zbliżony do rzeczywistego - to po co Hawking mówił o jakiś cząstkach wirtualnych? nie mógł od razu powiedzieć o polu grawitacyjnym itd?
Nie znam fizyka, który by uważał, że opis promieniowania Hawkinga poprzez cząstki wirtualne jest najbardziej zbliżony do rzeczywistego (przy założeniu, że zna temat kwantowej teorii pola w zakrzywionych czasoprzestrzeniach). Ba, to chyba najbardziej rozbieżna z rzeczywistością rzecz sprzedawana w popularnonaukowym świecie. Podobno jeszcze wszystko co się o kwarkach przeczyta można wyrzucić do kosza, ale nie wiem bo nie miałem okazji nikogo "prostować" w tej kwestii.
A po co to nie wiem. Raczej wiedział, że podobne zjawisko (kreacji par cząstka-antycząstka) może też zachodzić w silnych polach elektromagnetycznych, można to było pod to podciągnąć.
Małe nieporozumienie. Mi chodziło o to:
Hawking mówił o cząstkach wirtualnych bo nie umiał opisać tego laikom w lepszy sposób. Zgodnie z tym co mówisz opis silnego pola grawitacyjnego wysysającego energie z czarnej dziury jest mechanizmem utraty przez nią masy (w dużym skrócie) to dlaczego Hawking gadał coś o cząstkach wirtualnych - a nie powiedział od razu tego opisu "grawitacyjnego" - przecież nie jest on jakiś niemożliwy do wyjaśniania Czuje ze żaden z opisów nie jest dobry - a podałeś mi go bo uznałeś że jest lepszy niż cząstki wirtualne ale nadal nie jest zgodny z rzeczywistością (bo tylko matematyka pozwala to odpowiednio zrozumieć i opisać). Czy się mylę?

===

Czy interesowałeś się hipotezą kosmicznego cenzora? Zgodnie z tym co mówi to nagie osobliwości nie mogą istnieć - niby wydaje się to proste - wiadomo, że nie możemy zobaczyć żadnej osobliwości bo skrywa ją horyzont (pomijając hipotetyczną osobliwość początkową która chyba musiałaby być "naga"). Ale mam wrażenie że jest to głębsze niż to oczywiste stwierdzenie. Jakie to ma znaczenie dla fizyki? dlaczego naga osobliwość łamie przyczynowość bo nie umiem sobie tego wyobrazić?? Jaki jest status ontologiczny tej hipotezy w fizyce?

Silna hipoteza kosmicznej cenzury mówi, że osobliwości zawsze powinny się znajdować albo całkowicie w stożku przyszłości, albo w stożku przeszłości - czy to znaczy, że cały świat zmierza do osobliwości albo z niej się wyłonił? nie jest to trochę taka sucha hipoteza niczym nie podparta? tak można powiedzieć wszystko ale jak to udowodnić? czy może są fakty które przemawiają za jej słusznością
Ostatnio zmieniony 21 maja 2019, o 09:42 przez Jan Kraszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Poprawa wiadomości.
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze: Zastanawiam się tylko co daje fizykowi "wycinanie" tego. Jedyną przyczyną jest to że nie da się określić żadnych struktur geometrycznych w tych punktach? czy jest inna przyczyna jeszcze?
Ja bym powiedział, że jedyną, bo na tych czubkach nie da się uprawiać takiej matematyki, jaką fizyka potrzebuje. I nie chodzi tylko o jakieś super wysublimowane struktury, najzwyklejsza pochodna może tam nie istnieć.
Rozumiem co chcesz powiedzieć że powinno się myśleć o osobliwości jako miejscu w czasie - ale chyba mogę również myśleć o osobliwości jako fizycznych punktach w przestrzeni?
Zależy od osobliwości. O osobliwości Wielkiego Wybuchu ciężko tak myśleć, bo przestrzennie ta osobliwość byłaby "wszędzie".
Zgodnie z tym co mówisz opis silnego pola grawitacyjnego wysysającego energie z czarnej dziury jest mechanizmem utraty przez nią masy (w dużym skrócie)
Silne pole grawitacyjne oddziałując z innymi polami powoduje przepływ energii i pędu taki, że niektórzy obserwatorzy mogą to widzieć jako kreację par.
to dlaczego Hawking gadał coś o cząstkach wirtualnych - a nie powiedział od razu tego opisu "grawitacyjnego" - przecież nie jest on jakiś niemożliwy do wyjaśniania
Przede wszystkim jest dłuższy i jak na moje trudniejszy do wyobrażenia, bo jednak trzeba dopowiedzieć parę spraw.
Czuje ze żaden z opisów nie jest dobry - a podałeś mi go bo uznałeś że jest lepszy niż cząstki wirtualne ale nadal nie jest zgodny z rzeczywistością (bo tylko matematyka pozwala to odpowiednio zrozumieć i opisać). Czy się mylę?
To, że tylko matematyka pozwala wyrażać fizykę jednoznacznie jest prawdą uniwersalną Ten opis który podałem jest dużo bliższy matematycznej prawdzie choćby z tego względu, że w wyprowadzeniu i analizie Hawkinga żadnych cząstek wirtualnych nie ma.
Czy interesowałeś się hipotezą kosmicznego cenzora?
Nie bardzo. Ja uważam, że problem osobliwości czasoprzestrzeni, a także nieskończoności pojawiających się w kwantowej teorii pola, zostanie całkowicie rozwiązany przez kwantową teorię grawitacji. W pętlowej teorii grawitacji (której zwolennikiem jestem) problem rozwiązuje się automatycznie przez to, że "czasoprzestrzeń jest skwantowana". W teoriach strun stwierdza się, że struny dowolnie małe być nie mogą, więc większość nieskończoności też znika.
nie jest to trochę taka sucha hipoteza niczym nie podparta?
Jak wyżej, dopóki nie mamy kwantowej teorii grawitacji to nic ciekawego powiedzieć nie możemy. To dość lotny temat z perspektywy popularnonaukowej, ale dla mnie niesamowicie nudny. Gorsze są chyba tylko niekończące się dywagacje o interpretacjach mechaniki kwantowej.
AU
AU
opra4.gif (199.77 KiB) Przejrzano 1299 razy
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Witam. Spotkałem się z stwierdzeniem że ściśnięta sprężyna więcej waży. Jedyne wyjasnienie tego znalazłem na blogu :

"Sprężyna ściśnięta waży więcej!

O bardzo, bardzo drobny ułamek grama, ale jednak.

Dlaczego?

A no dlatego, że – co już wykombinował staruszek Einstein dawno temu – masa i energia są tym samym. Jeżeli dostarczymy układowi energii, dostarczamy mu również masy. A ściśnięta sprężyna ma w sobie więcej energii (głównie potencjalnej) niż sprężyna nieściśnięta. A skoro ma więcej energii, to ma też więcej masy.

Załóżmy, że uda nam się ścisnąć sprężynę będącą częścią amortyzatora samochodowego o odległość dziesięć centymetrów. Takie sprężyny, w zależności od tego, ile wynosi masa auta oraz ile zapasu producent dorzucił, mają współczynnik sprężystości w okolicach \(\displaystyle{ 10000 N/m}\). Energia, jakiej należy dostarczyć, wynosi \(\displaystyle{ \frac{1}{2}kx^2}\), gdzie \(\displaystyle{ k}\) jest współczynnikiem sprężystości, a \(\displaystyle{ x}\) – przesunięciem (czyli mówi o ile metrów udało się ścisnąć – lub rozciągnąć – sprężynę).

W naszym hipotetycznym przypadku energia ta wynosi \(\displaystyle{ 50J}\).

Ile waży \(\displaystyle{ 50J}\)?

Najsłynniejsze równanie fizyki mówi, że \(\displaystyle{ E=mc^2}\). Mamy stąd zatem, że \(\displaystyle{ m=E/c^2}\), gdzie \(\displaystyle{ c}\) to prędkość światła, wyrażona w metrach na sekundę.

Podstawiamy:

\(\displaystyle{ 503000000002=5.(5)\cdot10^{-16}}\)
Pięć dziesięciobiliardowych części grama."



Wydaje mi się ze to kompletna bzdura bo nie mozna energii dzielić przez prędkość światła. Ale pomijając to czy faktycznie ściśnięta sprężyna wazy więcej?
Ostatnio zmieniony 25 lip 2019, o 12:05 przez AiDi, łącznie zmieniany 2 razy.
Powód: Nieczytelny zapis - brak LaTeX-a. Proszę zapoznaj się z instrukcją: http://matematyka.pl/latex.htm .
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Fermion pisze: Wydaje mi się ze to kompletna bzdura bo nie mozna energii dzielić przez prędkość światła.
A dlaczego? Jedyne przez co dzielić nie można to zero

Ale pomijając to czy faktycznie ściśnięta sprężyna wazy więcej?
Ma większą masę, przez co w polu grawitacyjnym waży więcej. Rozumowanie z bloga jest ok, przyrost masy jest równy \(\displaystyle{ \Delta m=\frac{\Delta E}{c^2}}\). Innymi przykładami są:
-naładowany kondensator, który waży więcej niż nienaładowany
-wzbudzony atom, który waży więcej niż niewzbudzony
-ciało ogrzane do temperatury \(\displaystyle{ T_1>T_0}\), które waży więcej niż to o temperaturze \(\displaystyle{ T_0}\)
Awatar użytkownika
Fermion
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 6 sty 2018, o 15:02
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Swino
Podziękował: 9 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: Fermion »

Miałem na myśli, że chyba nie można przekształcać wzoru \(\displaystyle{ e=m c^{2}}\)
Twierdzenie to poprę cytatami z wykładów z fizyki:

"rozumienie tego w ten sposób, że dzielimy energie przez \(\displaystyle{ c^{2}}\) i dostajemy jakąś masę relatywistyczną - nic nie znaczy. Co my wtedy określamy? masę? tego typu stwierdzenie że dzielmy \(\displaystyle{ E}\) przez \(\displaystyle{ c^{2}}\) żeby dostać masę - nic nie znaczy. Masa ciała jest "jakaś", i to co Einstein pokazał że z tą masą jest zawsze związana Energia \(\displaystyle{ m c^{2}}\). Jeżeli to ciało popchniemy to ta energia odpowiednio rośnie ( o \(\displaystyle{ \frac{1}{2}m v^{2}}\))"

"nie jest tak jak często się mówi że jak mamy energie jakąś to podzielmy przez \(\displaystyle{ c^{2}}\) i będziemy mieli masę. Jest to fałsz. Bierzmy energię spoczynkową danego ciała i ona jest równa \(\displaystyle{ m c^{2}}\). Czyli nie można używać masa spoczynkowa i relatywistyczna. Mówienie ze masa rośnie jest błędem. Masa jest parametrem ciała i choćby leciał w rakiecie to jego masa się nie zmienia."

Wnioskowałem z tego że nie można przekształcać tego wzoru
Awatar użytkownika
AiDi
Moderator
Moderator
Posty: 3841
Rejestracja: 25 maja 2009, o 22:58
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 45 razy
Pomógł: 702 razy

Re: H. Lorentz, równania Maxwella, nieoznaczoność, itp.

Post autor: AiDi »

Ten wzór to wzór na energię spoczynkową ciała o masie \(\displaystyle{ m}\) i przez to najlepiej by było pisać \(\displaystyle{ E_0}\) zamiast \(\displaystyle{ E}\). Prawdą jest, że jeśli weźmiemy sobie jakąkolwiek energię i podzielimy ją przez \(\displaystyle{ c^2}\) to to co dostaniemy nie musi być masą ciała/układu. Ale jeśli weźmiemy energię spoczynkową i ją podzielimy przez \(\displaystyle{ c^2}\) to dostaniemy masę, bo taka jest definicja energii spoczynkowej. Inaczej mówiąc: tu nie chodzi o to, że wzoru nie można przekształcać, bo każdy wzór można. Chodzi o to, że wzór \(\displaystyle{ E=mc^2}\) nie będzie prawdziwy dopóki nie doprecyzujemy, że \(\displaystyle{ E}\) to energia spoczynkowa, a nie jakakolwiek.
ODPOWIEDZ