Расширение Солнечной системы

[bondkim137]

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

(а) неверно, потому что орбиты не обязательно стабилизируются.

ну это неточность, я конечно же имел в виду, что орбиты стабилизируются, когда влияние темной энергии незначительное и побеждает гравитация. всмысле вообще в состоянии стабилизироваться при каких-то условиях (на малых расстояниях). т.к. в варианте (b) они на это не способны, и за миллиарды лет орбиты будут постепенно меняться.

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Зато выдумывают другие глупости. Чего хорошего в формулировке, которая убирает одни проблемы, но добавляет другие?

я и не говорил, что это хорошо.

эта формулировка как раз и приводит к противоречию в голове дилетанта. и лекторы-популисты постоянно к ней прибегают. говорят, ничего не разлетается со сверхсветовыми скоростями, расширяется само пр-во. при этом сначала заявляют, что работает темная энергия только на больших расстояниях, но это не сочетается с непрерывностью. тогда говорят - она существует и на малых, но пренебрежима мала. тогда возникает вопрос ТС. и тут пойманный лектор в лучшем случае скажет - мол надуваемый шарик - это только крайне упрощенная аналогия, на деле все не так, я вас обманул. а в худшем скажет что-то про гравитационно-связанные системы, как иммунитет против действия темной энергии, окончательно запутав всех.

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

До воскресенья, надеюсь, справитесь?

Я тоже надеюсь.

[Munin]

bondkim137 в сообщении #1086897 писал(а):

ну это неточность, я конечно же имел в виду, что орбиты стабилизируются, когда влияние темной энергии незначительное и побеждает гравитация. всмысле вообще в состоянии стабилизироваться при каких-то условиях (на малых расстояниях).

Тогда ok.

bondkim137 в сообщении #1086897 писал(а):

эта формулировка как раз и приводит к противоречию в голове дилетанта. и лекторы-популисты постоянно к ней прибегают. говорят, ничего не разлетается со сверхсветовыми скоростями, расширяется само пр-во.

Я всегда говорил, что на эту тему лучше всего разъяснения, которые написал Сергей Попов (на основе Дэвис и Лайнвивера, ну по крайней мере по-русски):
Попов С. Сверхсветовое разбегание галактик и горизонты Вселенной: путаница в тонкостях.
http://www.astronet.ru/db/msg/1194830

bondkim137 в сообщении #1086897 писал(а):

и лекторы-популисты постоянно к ней прибегают. говорят, ничего не разлетается со сверхсветовыми скоростями, расширяется само пр-во. при этом сначала заявляют, что работает темная энергия только на больших расстояниях, но это не сочетается с непрерывностью. тогда говорят - она существует и на малых, но пренебрежима мала. тогда возникает вопрос ТС. и тут пойманный лектор в лучшем случае скажет - мол надуваемый шарик - это только крайне упрощенная аналогия, на деле все не так, я вас обманул. а в худшем скажет что-то про гравитационно-связанные системы, как иммунитет против действия темной энергии, окончательно запутав всех.

Да, картину вы нарисовали весьма точную и красочную :-) Именно так всё и происходит.

Я попытался это дело как-то распутать, нарисовав единую картину с самого начала. Вопрос, получилось ли.

[bondkim137]

Munin в сообщении #1086908 писал(а):

Я попытался это дело как-то распутать, нарисовав единую картину с самого начала. Вопрос, получилось ли.

пока я упражняюсь с Вашими задачками, посмотрел статью С.Попова, у меня есть иллюзия, что там все относительно понятно. она отвечает на многие вопросы - как можно наблюдать удаленные галактики, объясняет, что вообще расстояние можно тремя разными способами считать и получать три разных расстояния.

но ответ на главный вопрос еще не очен ясен - как вообще галактики могут разбегаться со сверхсветовыми скоростями? Попов говорит нам - могут и все, мол не парься на этот счет, информацию все равно не передашь быстрее скорости света судя по диаграммам. и могут они это вроде как раз именно потому, что сами расстояния и время (и скорости) при таких больших масштабах и нестатичной Вселенной - понятия, грубо говоря, относительные. но если бы галактики летали как попало или хотя бы Вселенная уменьшалась, а не увеличивалась - то сверхсветовые скорости должны будут стать проблемой..?

-- 30.12.2015, 00:29 --

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Допустим, все точки разлетаются от вас, причём чем дальше точка, тем быстрее она от вас улетает (закон Хаббла)

- скорости линейно зависят от расстояния
- ускорения и следующие производные нулевые

такое сложно себе представить (если не думать о надувном шарике), т.к. гравитация должна в точности совпадать по модулю с действием темной энергии. т.е. ее не должно быть со всеми вытекающими.

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Допустим, все точки разлетаются от вас по закону Хаббла, но кроме того, это разлетание замедляется.

Такая ситуация возможна, например, когда темная энергия вносит меньший вклад, чем гравитация (или отсутсвует). Замедление будет благодаря гравитации. Если темная энергия - это св-во вакуума, то такая ситуация перейдет в ускорение, если хватит начальной скорости разбегания дотянуть до критически низкой плотности темной и светлой материи во Вселенной. Если начальной скорости не хватит, то расширение Вселенной перейдет в сжатие. Нам вроде хватило (пока, в лямбда-модели).

Старшие производные зависят от начальных условий - скорости разбегания, плотности, гравитационной постоянной, лямбда-члена.

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Теперь допустим, что разлетание ускоряется. Повторите сопоставление.

Средняя плотность в-ва достаточно низкая и преобладает темная энергия. Все производные теперь положительны.

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Допустим, что все точки делятся на два класса: "медленные тяжёлые" - "галактики", и "быстрые лёгкие" - "фотоны". При этом, все "галактики" разлетаются от вас по закону Хаббла, а все "фотоны" - движутся беспорядочно, так, что в некий заданный момент наблюдения, "фотоны", пролетающие мимо каждой "галактики", движутся мимо неё с большой и заданной скоростью $\textit{ц}$ (название условное, как и остальные в этом абзаце). Считайте, что "фотоны" ни на что не влияют, но сами подвержены влиянию со стороны других тел.

'Фотон', летящий мимо моей Галактики, в сторону Вашей, начнет терять скорость в поле притяжения моей Галактики. Если ему хватит скорости, он вырвется и будет захвачен Вашим притяжением. Если не хватит, вернется ко мне.

Оба варианта возможны как в замедляющейся, так и ускоряющейся расширяющихся Вселенных (и с нулевым ускорением).

Пока не очень понял, куда это я.. и туда ли я, куда надо..

[Munin]

bondkim137 в сообщении #1086913 писал(а):

но ответ на главный вопрос еще не очен ясен - как вообще галактики могут разбегаться со сверхсветовыми скоростями? Попов говорит нам - могут и все, мол не парься на этот счет, информацию все равно не передашь быстрее скорости света судя по диаграммам. и могут они это вроде как раз именно потому, что сами расстояния и время (и скорости) при таких больших масштабах и нестатичной Вселенной - понятия, грубо говоря, относительные. но если бы галактики летали как попало или хотя бы Вселенная уменьшалась, а не увеличивалась - то сверхсветовые скорости должны будут стать проблемой..?

В любом случае, не бывает просто "галактик как попало". Это главное отличие настоящей Вселенной от "ньютоновской". Пространство-время и вещество не независимы. Следует не представлять себе галактик, летающих в независящем от них пространстве-времени, и не представлять себе галактик, прибитых гвоздями к пространству. Следует представлять себе галактики и пространство-время, как части единой согласованной картины. Согласование её возникает постоянно в каждый момент времени.

По великому высказыванию Уилера:

«пространство-время диктует веществу, как двигаться, а вещество диктует пространству-времени, как искривляться»

В нашем случае, это выглядит так:

- искривлённое пространство-время Вселенной диктует галактикам, как локально выглядит та скорость света, которую им нельзя превышать;
- а галактики, двигаясь усреднённо общей массой, диктуют пространству-времени Вселенной, как "расширяться", и какую форму принимать в следующие моменты времени.

Нарисованные диаграммы - это именно результат такой согласованной работы того и другого. Каждая отдельная галактика может двигаться не по линиям $R_0\chi=\mathrm{const},$ а как-то отклоняясь в сторону. Но при этом, она должна двигаться в пределах местного светового конуса. То, что он местный, очень важно: на диаграмме рис. 1а они должны быть наклонены в стороны, центрированы на пунктирных линиях, всюду кроме центральной вертикальной линии. То есть, пунктирные линии - местные "неподвижные" галактики - не только не превышают местной скорости света, но и являются по отношению к ней "наиболее неподвижными".

Отчего же все эти световые конусы так странно наклонены? От того, что общая масса галактик разлетается во все стороны, быстро и однородно. Здесь слово "масса" можно понимать буквально: именно масса создаёт гравитацию, и поэтому движение массы - определяет форму пространства-времени. Вселенная расширяется, потому что галактики разлетаются - примерно так.

Теперь, надеюсь, станет понятнее, что просто нельзя взять эту же самую картину, и по отношению к ней сказать "если бы галактики летали как попало". Нет, если они начнут так летать, то и вся картина изменится. Что получится - бог знает, но по крайней мере некоторые варианты известны: если галактики везде летают одинаково, то получается одно из таких однородных решений - решение Фридмана-Леметра. Причём, есть и сжимающееся решение Фридмана-Леметра, но в нём тоже все галактики сбегаются однородно.

bondkim137 в сообщении #1086913 писал(а):

такое сложно себе представить (если не думать о надувном шарике)

Вы идёте не по порядку. Вы должны всё делать в том порядке, как я сказал. И кроме того, вообще не произносите слов "гравитация" и "тёмная энергия". Я вам сказал, какими словами пользоваться: начальные условия и взаимодействия.

Начните заново, с начала списка.

[bondkim137]

Munin в сообщении #1086927 писал(а):

Вселенная расширяется, потому что галактики разлетаются - примерно так.

тогда, если бы Вселенная уменьшалась (сжималась), локальные конусы тоже были бы наклонены "внутрь". и сверхсветовые сближающиеся галактики не помогли бы передать что-либо быстрее скорости света, т.к. он сам в некотором смысле двигался бы быстрее "скорости света" ?

-- 30.12.2015, 02:49 --

Munin в сообщении #1086927 писал(а):

Вы идёте не по порядку. Вы должны всё делать в том порядке, как я сказал. И кроме того, вообще не произносите слов "гравитация" и "тёмная энергия". Я вам сказал, какими словами пользоваться: начальные условия и взаимодействия. Начните заново, с начала списка.

без экзотики, самая простая модель Вселенной, при которой сохраняются линейные скорости разбегания Галактик (нет никаких ускорений) - это полное отсутсвие притяжения или отталкивания между ними (отсутсвие какого-либо взаимодействия, либо например точное компенсирование притяжения кулоновским отталкиванием - т.к. оба взаимодействия падают пропорционально квадрату расстояния). скорости постоянны, высшие производные нулевые. начальные условия - равномерное уменьшение плотности, линейное увеличение объема по всем осям (измерениям) при сохранении кол-ва (массы) Галактик в случае с конечной (замкнутой) Вселенной

[bondkim137]

Munin в сообщении #1056251 писал(а):

http://www.modcos.com/forum/viewtopic.php?f=15&t=57&start=10#p550
Если сумеете разобраться.

Munin в сообщении #1056251 писал(а):

И всё! Больше ничего нет в этом "расширении пространства", кроме расходящихся на графике линий. Планету никто не тащит прочь от звезды, и тем более никто не тащит электрон от протона. Их запустили в начальный момент в разных направлениях, чтобы они удалялись, но они потом решили связаться, и больше некому этому препятствовать

и у меня третий вопрос еще был насчет экспериментального подтверждения - мы ведь имеем лишь док-ва расширения Вселенной и ускорения этого расширения (и то если игнорировать экзотические объяснения). Гравитационную постоянную знаем довольно неточно, в динамике далекие объекты только несколько десятков лет наблюдаем.. Почему не может быть шарика, в который кто-то дует? только потому что ОТО и без шарика может ответить на этот вопрос? (с ad-hoc лямбда-поправкой правда, перенесенной в другую сторону, и пока еще открытым полу-ad-hoc с темной материей)..

[Munin]

bondkim137 в сообщении #1086933 писал(а):

без экзотики, самая простая модель Вселенной, при которой сохраняются линейные скорости разбегания Галактик (нет никаких ускорений) - это полное отсутсвие притяжения или отталкивания между ними (отсутсвие какого-либо взаимодействия, либо например точное компенсирование притяжения кулоновским отталкиванием - т.к. оба взаимодействия падают пропорционально квадрату расстояния). скорости постоянны, высшие производные нулевые. начальные условия - равномерное уменьшение плотности, линейное увеличение объема по всем осям (измерениям) при сохранении кол-ва (массы) Галактик в случае с конечной (замкнутой) Вселенной

Да, здесь всё правильно и точно.

bondkim137 в сообщении #1086933 писал(а):

при сохранении кол-ва (массы) Галактик в случае с конечной (замкнутой) Вселенной

В случае с бесконечной Вселенной тоже можно говорить о сохранении вещества, только надо подразумевать локальный закон сохранения, и не пытаться интегрировать его по всей Вселенной.

bondkim137 в сообщении #1086946 писал(а):

и у меня третий вопрос еще был насчет экспериментального подтверждения - мы ведь имеем лишь док-ва расширения Вселенной и ускорения этого расширения (и то если игнорировать экзотические объяснения). Гравитационную постоянную знаем довольно неточно, в динамике далекие объекты только несколько десятков лет наблюдаем..

Кроме гравитационной постоянной и динамики далёких объектов, есть и другие подтверждения ОТО, в том числе на вселенских масштабах. Самое яркое - это расчёты расширения Вселенной в раннем возрасте, в ближайшее время после Большого Взрыва. На тот период, тёмная энергия играла малую роль, поскольку её относительный вклад по сравнению с вкладом обычной массы, был невелик. А если предполагать другие источники, то испортятся расчёты температуры реликта, состава первичной Вселенной, и т. п.

[bondkim137]

Munin в сообщении #1086927 писал(а):

Вселенная расширяется, потому что галактики разлетаются - примерно так.

у меня возникла иллюзия, что я начал что-то понимать

bondkim137 в сообщении #1086933 писал(а):

тогда, если бы Вселенная уменьшалась (сжималась), локальные конусы тоже были бы наклонены "внутрь". и сверхсветовые сближающиеся галактики не помогли бы передать что-либо быстрее скорости света, т.к. он сам в некотором смысле двигался бы быстрее "скорости света" ?

[Munin]

Да, конечно, при сжимающейся Вселенной вся картина совершенно симметрична, можно просто диаграмму перевернуть вверх ногами.

[bondkim137]

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Допустим, все точки разлетаются от вас по закону Хаббла, но кроме того, это разлетание замедляется. Повторите сопоставление.

Убрав кулоновское отталкивание, компенсирующее Ньютоновскую силу притяжения в предыдущем примере, мы получим простую модель, удовлетворяющую условиям. Модель не идинственная, в зависимости от плотности материи и начальных условий (скорости разбегания) ее высшие производные (и удьба) будут выглядеть по-разному. Мне больше всего нравится гиперболическое разбегание (как с превышением второй космической скорости) - тогда у высших производных сохраняется знак, монотонность и ограниченность - и не будет сжатия

[Munin]

Опять, всё правильно и точно!

[irygaev]

Munin в сообщении #1086886 писал(а):

Сила со стороны тёмной энергии - это нормальная гравитация, просто действующая в "отталкивающую" сторону.

Разве для "отталкивающей" гравитации не требуется отрицательная энергия?

[Munin]

Нет.

Дело в том, что гравитация создаётся и энергией, и давлением. Это глубокий результат, следующий из релятивистской симметричности мира и уравнений. Энергия и давление - разные стороны одной монеты.

Но на практике давление в обычных телах достигает ничтожной величины по сравнению с энергией (пересчитанной из $mc^2$). Поэтому, например, Ньютон этого не заметил.

А в случае физического вакуума давление огромно, и достигает величины энергии, и поэтому вклад от давления перевешивает вклад от энергии. Но давление физического вакуума отрицательно (при положительной энергии! и положительно при отрицательной), и поэтому в сумме получается именно "отталкивающая" гравитация.