2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение13.02.2013, 20:26 


04/12/10
363
Наткнулся на статью в ДАН некого Окорокова, который засомневался в правильности трактовки экспериментов, определивших гравитационный сдвиг частоты света, распространяющегося вверх в гравитационном поле. По мнению автора гравитационный сдвиг можно трактовать следующими двумя, а мрожет и тремя положениями (далее, свободный пересказ этих положений):

а) частота фотона сама по себе меняется при распространении в поле тяжести, а вот, мол, у детекторов расстояние между квантовыми уровнями энергии от гравитационного потенциала не зависят. Поэтому-то детекторы отметят покраснение.

вариант б) тот же а) только наоборот:

б) частота фотона не зависит от величины гравитационного потенциала, а расстояние между квантовыми уровнями энергии - зависит (оно будет тем больше, чем выше атом в грав. поле).

Ну и вариант в) самый-самый... убивающий все одним выстрелом

в) Оба зависят, и частота и расстояние между уровнями.

Далее, афтар статьи делает далеко идущий вывод о недобросовесности "релятивистов" (подразумевается), якобы трактующимх эксперименты товарищей Паунда и Ребки и иже с ними, в свете лишь варианта а), забывая, что сама ОТО говорит про вариант б). Вердикт: есть необходимость постройки суперадронного коллайдера на Луне, под Моской проведения стратегически важных в общем, каких-то экспериментов, которые поставят окончательный вердикт в несостоятельности ОТО и всех ТО вместе взятых (подразумевается).

Смеркалось... В пруду было тихо... Но! Окунь, конечно же, стерпеть не смог... Опять смеркалось...

В том же журнале, в следующем году выходит статья Окуня и Селиванова с противоположным названием (статью скачал тут на буржуйском), где Окунь справедливо отмечает, что (выделение мое):
Цитата:
The seeming contradiction is of a purely terminological nature. It is caused by the fact that the interpretation of experiments on the photon red shift in a number of papers is insufficiently consistent. In actual conditions, the change in the photon frequency is of a relative, rather than an absolute character.


В статье формул чуть меньше чем мало, а именно, ни одной.
Статья Окорокова, поначалу, показалась мне резонной, а статья Окуня - отмазкой, наверное, из-за большого объема и по причине обилия формул. (таблички "сарказм" предоставляется расставить читателям самостоятельно в качестве упражнения). Поразмыслив немного, мне показалось, что я все-таки понял о чем Окунь хотел сказать. А вот правильно ли я понял, хочу вынести на дискуссию.

Вот в этой фразе вся соль:
Цитата:
the change in the photon frequency is of a relative, rather than an absolute character


Имеется (это не то что вы думаете) два наблюдателя. Им на день рождения подарили два абсолютно одинаковых монохроматических-$\nu_0$-детекторо-фонарика. Смеркалось.... Однажды один из товарищей полез с фонариком на чердак, а второй остался внизу. Тот, что внизу, светит $\nu_0$ тому что вверху, и считает, что свет его фонарика летит вверх с постоянной частотой. Почему с постоянной $\nu_0$? А потому-что еще в школе ему говорили, что гравитационное поле консервативное и энергия чего бы то ни-было, что свободно движется, меняться не должна, а по сему и частота тоже, а вот у товарища на чердаке, как он справедливо замечает, расстояния между уровнями энергии фонаря увеличились из-за того, что там же поле де-слабее. Но, тот, что на чердаке кричит, у меня-то с уровнями все нормально, такие же как и у тебя, просто свет твоего фонаря теряет энергию, тяжело ему вверх-то, а по сему, краснеет. Эту зачеркнутую ерунду не читайте это с твоими не то, растояние между ними меньше, там поле сильнее, вот и светишь красным $\nu_0-\Delta\nu$. Вот и относительность.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение13.02.2013, 21:27 
Аватара пользователя


04/02/13
215
Москва
Я бы сказал, вы правильно выделили ключевую фразу. Ситуация здесь такая. Ни вещество источника, ни вещество приемника в гравитационном поле не движется, находится при одном потенциале. Сам по себе потенциал на величину уровней не влияет. А вот фотон движется из точки с одним потенциалом в точку с другим потенциалом, и вот это движение приводит к сдвигу, как это названо, относительному.

Хотя, с другой стороны... Допустим, я делаю ядерные часы на том самом переходе железа. Тогда - вроде бы - часы вверху и внизу должны показывать разное время... Ладно, надо читать Окуня, завтра уже )

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 00:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

Sh18 в сообщении #683555 писал(а):
Ситуация здесь такая. Ни вещество источника, ни вещество приемника в гравитационном поле не движется, находится при одном потенциале. Сам по себе потенциал на величину уровней не влияет.

Ситуация здесь такова: когда чего-то не знаете - не высказывайтесь.


По интерпретациям на русском статья Окуня:
http://ufn.ru/ru/articles/1999/10/d/
Также рекомендуется учебник по ОТО, например, Вайнберг.

Суть в том, что ОТО допускает разные интерпретации "в классических терминах", все между собой эквивалентные в релятивистском смысле и в расчётных результатах. Проблемы возникают только при переупрощённых пересказах, и если рассказывать только один вариант как единственно верный. Это всё недостатки популярной литературы и школьных учебников. В настоящих учебниках по ОТО таких проблем нет.

P. S. Система публикации в ДАН отличается от стандартной системы с рецензированием, за что их критикуют. Иногда там публикуется чушь. Это надо иметь в виду.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 00:55 


04/12/10
363
Munin в сообщении #683642 писал(а):
Суть в том, что ОТО допускает разные интерпретации "в классических терминах", все между собой эквивалентные в релятивистском смысле и в расчётных результатах. Проблемы возникают только при переупрощённых пересказах, и если рассказывать только один вариант как единственно верный. Это всё недостатки популярной литературы и школьных учебников. В настоящих учебниках по ОТО таких проблем нет.


Эти самые интерпретации "в классических терминах" все же играют важную пропедевтическую роль (во какое слово), без которой за серьезные книжки по ОТО браться тяжело. В любом случае, такие вопросы должны обсуждаться, несмотря на то, что они и могут вызвать у некоторой публики сами понимаете что, но адекватным людям это будет только на пользу.

Окунь в упомянутой статье пишет:
Цитата:
It should be emphasized that absolute conservation of the photon frequency and absolute acceleration of the clock rate take place only in a static gravitational field.


Оговорка на счет статического поля есть. Фраза "absolute conservation of the photon frequency" может вызывает недоумение, если частота сохраняется, то какой же тогда рэд шифт? Нужно еще объяснить, что слово "conservation" вовсе не означает "одинаковая" для всех наблюдателей. Для разных неподвижных наблюдателей, она будет разная. Но как тогда понять "conservation"? Я могу себе, не привлекая мат. аппарат, объяснить "на пальцах" (пускай на аналогии с шариком, брошенным вверх), что ничего удивительного в том что частота (энергия) сохраняется - нету, так же не удивительно и то, что эта самая частота (энергия) будет разная для разных неподвижных наблюдателей. Для себя, я понимаю, что это лишь аналогия, и для понимания, нужно углубляться в теорию. Но если меня завтра будут бить, извините, по морде статьей Окорокова, и кричать "Вот видишь!!!!!", то мне оружие ввиде упрощенных моделей нужно иметь, ибо аргумент "идите ЛЛ и Вайнберга почитайте", в том случае не пройдет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 02:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
apv в сообщении #683660 писал(а):
Эти самые интерпретации "в классических терминах" все же играют важную пропедевтическую роль (во какое слово)

Я етого слова не знаю :-( Переведите.

apv в сообщении #683660 писал(а):
без которой за серьезные книжки по ОТО браться тяжело.

Это зависит не от всякой пупулярщины, а от самой книжки по ОТО. Вайнберг и Ландау-Лифшиц вполне сносны, чего бы вы ни начитались перед этим. Мизнер-Торн-Уилер - вообще блистательная книжка, редкостно доходчивая, я её рекомендую всем в первую очередь.

apv в сообщении #683660 писал(а):
В любом случае, такие вопросы должны обсуждаться

Да я не против. Вопрос, в каком ключе, и для какой всё-таки аудитории. И скажем, произносить слова о множестве равноправных взглядов там надо вначале, а потом уже обсуждать конкретные координатизации.

apv в сообщении #683660 писал(а):
Я могу себе, не привлекая мат. аппарат, объяснить "на пальцах"

Лучше всё-таки привлекая матаппарат. Искривлённое пространство-время описывается матаппаратом, аналогичным тому, которым описываются искривлённые поверхности и их внутренняя геометрия: поверхности шара, бублика, кувшина, капота автомобиля и т. п. Самое первое действие в этом матаппарате - это рисование на поверхности сетки координат. Это задаёт, фиксирует две стороны дела:
- у самой сетки координат есть свойства, например, площадь клеточки. Они оказываются определёнными для данной сетки.
- у всех геометрических построений на поверхности, оказывается их выражение через координаты. Оно тоже оказывается определённым для данной сетки.
Дальше, сочетая первое и второе, можно проводить конкретные вычисления, например, при помощи дифференцирования и интегрирования. Но при этом надо понимать, что результаты вычислений могут оказаться независимыми от сетки координат, если они сами имеют геометрический смысл: например, площадь фигуры или длина кривой линии. Всю эту процедуру можно повторить с другой сеткой координат: ввести другую сетку, найти её параметры, найти геометрические построения в координатах, провести вычисления. И при этом окончательный результат получится такой же.

Всякие рассуждения про энергию и наблюдателей аналогичны вычислениям в одной конкретной сетке координат. А окончательный результат - это измеренное в эксперименте "покраснение" фотона.

Роль статического гравитационного поля здесь такая. Бывают искривлённые поверхности довольно красивой формы - поверхности вращения. Например, ваза, кувшин, да и тот же мяч. На таких поверхностях напрашивается вполне конкретная сетка координат, типа "параллелей и меридианов". Тогда, глядя на эту сетку координат, можно сравнивать отрезки на разных местах поверхности "по широте" и "по долготе". Но надо понимать, что на самом деле можно ввести и другую сетку координат, в которой никаких "параллелей и меридианов" не будет, а сравнения "по широте" и "по долготе" рассыплются.

Статическое гравитационное поле аналогично поверхностям вращения, в том смысле, что оно тоже обладает симметрией - сдвигом по оси времени (а поверхности обладают симметрией - поворотом вокруг оси вращения). Для такого поля, тоже напрашивается вполне конкретная сетка координат, она называется "статическими координатами", и обладает таким свойством, что есть общая для всего пространства переменная $t,$ "тикающая" везде синхронно. Сравнивая с этой переменной физические процессы, можно говорить про частоту, периоды, энергии. Например, согласно этой переменной, частота фотона сохраняется. Но надо понимать, что у этой переменной смысл только координатный, она не совпадает с временем по часам наблюдателей. Поэтому та частота фотона, которую наблюдатели будут измерять, сравнивая со своими часами, будет для каждого наблюдателя своя.

apv в сообщении #683660 писал(а):
Но если меня завтра будут бить, извините, по морде статьей Окорокова, и кричать "Вот видишь!!!!!", то мне оружие ввиде упрощенных моделей нужно иметь, ибо аргумент "идите ЛЛ и Вайнберга почитайте", в том случае не пройдет.

А почему не пройдёт? С кем это таким неадекватным вам приходится вести дискуссии?

Что до оружия в виде упрощённых моделей - вы вполне можете составить их сами, как сделал я двумя абзацами выше. Но для этого вы сами должны знать полную истину. Не зная полной правды, нельзя изложить что-то упрощённо, но без ошибок и недопустимых переупрощений. А недопустимые переупрощения - главный враг популяризации, и разговора с неспециалистами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 07:20 
Заслуженный участник


10/08/09
599
Munin в сообщении #683673 писал(а):
Мизнер-Торн-Уилер - вообще блистательная книжка, редкостно доходчивая, я её рекомендую всем в первую очередь.

Э... нет. Безумно тяжеловесная и невнятная книга.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 10:30 
Аватара пользователя


04/02/13
215
Москва
migmit в сообщении #683687 писал(а):
Munin в сообщении #683673 писал(а):
Мизнер-Торн-Уилер - вообще блистательная книжка, редкостно доходчивая, я её рекомендую всем в первую очередь.

Э... нет. Безумно тяжеловесная и невнятная книга.

Интересно, как кардинально расходятся взгляды на эту книгу... Не ожидал, что кому-то она может показаться невнятной и тяжеловесной.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 11:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

migmit в сообщении #683687 писал(а):
Безумно тяжеловесная и невнятная книга.

Скажите, а что вы знаете из необходимых предварительных знаний? Часто учебник "не идёт", потому что открыт без должной подготовки.

Если вы скажете, что вы знаете ОТО, то ваша оценка станет более веской...

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 12:06 
Аватара пользователя


04/02/13
215
Москва

(Оффтоп)

Пусть МТУ будет офтоп, хотя в теме про гравитацию, вроде, не должен.
Мунин, а какие, по-вашему, предварительные знания нужны для МТУ? Я ее читал после Хокинга-Эллиса, она вышла на несколько лет позже, и уже на 3-4 курсе, но тогда она мне показалась (да и сейчас кажется) настолько простой и прозрачной книгой, что подошла бы и любопытному толковому старшекласснику (по крайней мере, Курс-1). Не совсем как "Физика пространства-времени", но довольно близко.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 13:18 
Аватара пользователя


14/11/12
1338
Россия, Нижний Новгород
apv в сообщении #683537 писал(а):
А вот правильно ли я понял, хочу вынести на дискуссию.

Вот в этой фразе вся соль:
Цитата:
the change in the photon frequency is of a relative, rather than an absolute character
Чтобы это стало очевидным рассмотрите чуть более общую задачу: пусть источник и приёмник не стоят, а движутся (с разными скоростями). Если они движутся (с разными скоростями), то изменение частоты очевидно относительно.

Представили? Теперь сделайте замену координат, пусть в новой (подвижно растягивающейся) системе координат они покоятся (не меняют своих координат относительно этой новой системы координат), но физически-то они движутся по прежнему, то есть изменение частоты по-прежнему относительно.

Теперь следующий шаг. Вот дана какая-то метрика, вот две точки, зачем вам знать ответ на философский вопрос: "физически-то они движутся?". Не надо вам этого знать. По заданной метрике можно просто взять и вычислить относительное изменение частоты.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 13:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

Sh18 в сообщении #683757 писал(а):
Мунин, а какие, по-вашему, предварительные знания нужны для МТУ?

Электродинамика, СТО и тензорный анализ в объёме ЛЛ-2 глав 1-4 (и курса "общей физики"). Это, увы, далеко от уровня старшеклассника.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 13:52 
Аватара пользователя


04/02/13
215
Москва

(Оффтоп)

Munin в сообщении #683798 писал(а):
Электродинамика, СТО и тензорный анализ в объёме ЛЛ-2 глав 1-4 (и курса "общей физики"). Это, увы, далеко от уровня старшеклассника.

Электродинамика - наверное, да... СТО, я бы сказал, хватит школьного курса (который был в начале 70-х и в матшколе, сейчас не знаю). А вот тензорную алгебру МТУ объясняют с нуля, и совсем не плохо. Ну, ладно, бог с ним. Спасибо!


-- 14.02.2013, 13:56 --

SergeyGubanov, спасибо. Объяснение мне кажется толковым и доходчивым. Если, конечно, Мунин не найдет нарушения ауры сайта )

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.02.2013, 20:38 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407

(Оффтоп)

Sh18 в сообщении #683813 писал(а):
СТО, я бы сказал, хватит школьного курса (который был в начале 70-х и в матшколе, сейчас не знаю). А вот тензорную алгебру МТУ объясняют с нуля, и совсем не плохо. Ну, ладно, бог с ним. Спасибо!

Давно не перечитывал начало МТУ и не в курсе о школьном курсе начала 70-х. Не буду настаивать.

Sh18 в сообщении #683813 писал(а):
SergeyGubanov, спасибо. Объяснение мне кажется толковым и доходчивым. Если, конечно, Мунин не найдет нарушения ауры сайта )

Я тоже рад этому объяснению, раз уж оно пошло впрок. Для школьников оно, конечно, не годится, они не знают, что такое "дана какая-то метрика".

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.07.2014, 01:59 
Аватара пользователя


25/08/07

572
с Уралу
apv в сообщении #683537 писал(а):
Наткнулся на статью в ДАН некого Окорокова, который засомневался в правильности трактовки экспериментов, определивших гравитационный сдвиг частоты света...


Спасибо, гугл вывел на эту тему, а то я забыл фамилию этого придурка...
Конечно оплошал академик Беляев с представлением этого бреда.
Слишком много людей думают, что знают ОТО (не будем показывать пальцем, но я не имею ввиду местных любителей поговорить).

По теме, тут нет предмета обсуждения. Сама фраза "частота света меняется в гравитационном поле" нелепа. При фиксированном расстоянии это невозможно, так как будет не совпадать число периодов колебаний в канале источник-приемник... причем эта разница будет неограниченно расти со временем неограниченно. Если мы выберем сравнение в направлении возрастания частоты, то со временем и непременно число периодов принятых приемником превысит число излученных, что нелепо.

К сожалению, подобная фраза встречается в литературе... конечно трудящиеся отлично понимают, что меняется темп времени, а не изменяется частота света по дороге. Сие можно понять без напряга и без чтения учебников... что и сделал топикастер, за что ему большое спасибо.

-- Пн июл 14, 2014 04:04:18 --

Munin в сообщении #683798 писал(а):
Электродинамика, СТО и тензорный анализ в объёме ЛЛ-2 глав 1-4 (и курса "общей физики"). Это, увы, далеко от уровня старшеклассника.

Ну да, это все уже надо знать к восьмому классу.

-- Пн июл 14, 2014 04:10:57 --

SergeyGubanov в сообщении #683793 писал(а):
По заданной метрике можно просто взять и вычислить относительное изменение частоты.

Размечтались!
Это неверно для диагонального метрического тензора не зависящего от времени.
Запамятовал Вы, извините, не с этой ерундой выступаете? С счастлив высказать Вам в лицо неодобрение в Ваш адрес по поводу Ваших идей (не помню в чем дело, только неприятный осадок). Ничего личного, еще раз извините.

 Профиль  
                  
 
 Re: Гравитационный сдвиг частоты причислен к лику парадоксов ОТО
Сообщение14.07.2014, 09:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10413
MOPO3OB очень хорошо охарактеризовал автора статьи. По-моему, пытаться высосать какие-то «парадоксы» из философских интерпретаций эффектов ОТО — это вообще крайне глупо.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group