СТО встречает ОТО

[Red_Herring]

Мне кажется, что всё покрывается классическим вопросом

Цитата:

- А если слон и вдруг на кита налезет, кто кого сборет?
— Не знаю, — постыдно признался директор.
- Никто не знает, — утешил его Ося.

[wrest]

need_to_learn в сообщении #1605430 писал(а):

ОК. Вот теперь я понимаю, что вообще ничего не понимаю.

По несовпадению направления силы притяжения и направления прихода света от притягивающей массы вот отсюда есть:
post1187896.html#p1187896
там ещё выясняется что с электростатикой тож самое примерно (но не в точности).

-- 16.08.2023, 02:56 --

ozheredov в сообщении #1605447 писал(а):

или что-то тут не так?

ага, см. по ссылке выше.

[Mikhail_K]

ozheredov в сообщении #1605447 писал(а):

Я пнул шаг - гравиполе сразу предугадало где он будет

Информация не передаётся быстрее света, неожиданные события типа пинка гравитационное поле предугадывать не умеет. (Хотя наверное тут можно подискутировать - возможны ли настолько неожиданные события. Уравнения ОТО очень легко могут просто не иметь решения, если задать им вопрос о поведении гравитационного поля в невозможной ситуации. В любом случае, для ответа понадобится какое-то знание об устройстве пинающего, просто вынести его за скобки и не учитывать уравнения ОТО не позволят.)

А вот если галактика просто летит где-то по инерции и никто её не пинает, предсказать её местоположение через какое-то время легко. И гравитационное поле умеет это делать.

[BalyunovVV]

Цитата:

4. Когда на околосветовой скорости вся видимая вселенная стягивается в яркое пятно впереди летящего объекта, то все векторы гравитационного притяжения также оказываются направлены вперёд. Это так? (Да/Нет)

По первой части вопроса - да то что впереди станет ярче , что позади темнее но по силе притяжения изменений не будет однозначно, ведь если бы так было то все объекты во вселенной непрерывно разгонялись бы.

[sergey zhukov]

wrest в сообщении #1605451 писал(а):

там ещё выясняется что с электростатикой тож самое примерно

Этот вопрос часто встречается. Если я - заряженное тело, а где-то вдали мимо меня пролетает равномерно и прямолинейно другой (противопложный) заряд, то куда будет направлена действующая на меня сила притяжения? Туда, где я вижу этот заряд (т.е. туда, где он был в прошлом) или туда, где он находится сейчас? Многие думают, что правильный ответ первый. Ведь информация о последнем положении заряда дошла до нас пока только оттуда. Как можно притягиваться к точке, в которой заряд находится сейчас, если информация о его положении там нам еще недоступна? На самом деле правильный ответ все же второй, причем его очень легко понять.

Представим себе, что удаленный заряд движется вправо и периодически испускает вспышки света (я нахожусь внизу). Ниже показано, как часто представляют направление вектора силы электрического поля (черный - перпендикулярно фронту вспышек, т.е. в ту точку, где был заряд, когда он испускал эту вспышку) и как он направлен на самом деле (красный - на текущее положение движущегося заряда):


Дело в том, что многие предполагают, будто вектор напряженности электрического поля всегда перпендикулярен фронту волны (вспышки света в данном случае). На самом же деле поле движущегося заряда совсем не такое. Для простоты представим, что в каждой вспышке движущийся заряд излучает в пространство векторы напряженности электрического поля, которые просто "сидят" на поверхности вспышки и "разлетаются" радиально от точки излучения, как обычные частицы (зависимостью модуля вектора от положения в пространстве пренебрегаем, т.к. нас интересует только направление). Направление электрической силы определяется именно этими векторами, а не поверхностями вспышек. На рисунке ниже показаны четыре момента времени: четыре положения движущегося заряда и четыре положения вспышки, которая была излучена им в точке "0". Векторы электрического поля, которые "излучил" заряд в момент $0$, находятся на этой сфере и так же "разлетаются" из точки $0$ радиально во все стороны. Если векторы "излучаются" перпендикулярными фронту вспышки, то, очевидно, они всегда указывают на неподвижную точку, в которой заряд был в момент их "излучения". Если бы было так, то правильным был бы первый ответ. Но дело в том, что так "излучает" неподвижный заряд (слева). А движущийся заряд "излучает" векторы, которые не перпендикулярны фронту волны (справа). Легко видеть, что когда эти векторы "разлетаются", то они всегда указывают на движущуюся точку, в которой в данный момент находится движущийся заряд:



Так получается, что каким-то образом поле "знает", где находится заряд в настоящий момент? Конечно нет. Совершенно ясно, что "излученные" векторы уже никак не зависят от излучившего их заряда. Если бы заряд в точке $2$ вдруг остановился бы, то векторы на поверхности вспышки $3$ все равно указывали бы на точку положения заряда $3$, как если бы он продолжал движение. Т.е. только для равномерного и прямолинейного движения заряда такое совпадение работает.

Если же движение заряда более сложное, чем прямолинейное, то разбив его траекторию на ряд прямолинейных участков и построив такие поверхности с "излученными" векторами электрического поля для каждого участка, можно убедиться, что в общем случае вектор силы электрического взаимодействия не совпадает по направлению ни с видимым положением заряда, ни с тем направлением, где он находится сейчас. Так и должно быть, ведь заряд взаимодействует с электромагнитным полем, а не с удаленным зарядом. Направление силы определяет вектор поля, а не какое-то там направление на точку, где когда-то был излучивший это поле заряд, или где он есть сейчас.

[need_to_learn]

sergey zhukov

Спасибо, очень интересная информация!

sergey zhukov в сообщении #1605480 писал(а):

Совершенно ясно, что "излученные" векторы уже никак не зависят от излучившего их заряда. Если бы заряд в точке $2$ вдруг остановился бы, то векторы на поверхности вспышки $3$ все равно указывали бы на точку положения заряда $3$, как если бы он продолжал движение. Т.е. только для равномерного и прямолинейного движения заряда такое совпадение работает.

Не совсем понимаю, а что будет потом? Вот летящий заряд резко остановился. Другой заряд ещё некоторое время притягивается к нему так, как если бы тот продолжал лететь прямолинейно и равномерно. А потом что? Внезапно вектор резко (без какого-либо перехода) меняет направление и начинает указывать в ту точку, где сейчас находится неподвижный заряд?

Получается что-то вроде лага в компьютерной игре, когда объект резко перескакивает, возвращаясь в то положение, в котором находился секунду назад?

[Dedekind]

need_to_learn в сообщении #1605512 писал(а):

Внезапно вектор резко (без какого-либо перехода) меняет направление и начинает указывать в ту точку, где сейчас находится неподвижный заряд?

Почему без перехода? Переход должен быть со скоростью остановки заряда. Он ведь не может мгновенно остановиться (в реальном мире).

need_to_learn в сообщении #1605512 писал(а):

Получается что-то вроде лага в компьютерной игре, когда объект резко перескакивает, возвращаясь в то положение, в котором находился секунду назад?

Какой объект? Речь ведь про направление поля.

[sergey zhukov]

need_to_learn
Мгновенные остановки/старты - это ведь нефизично, разумеется. Заряд ускоряется/тормозится плавно. Вектор поля не вращается мгновенно (хотя этому ничего, в общем, не препятствует). Но если представлять себе (неправильно), что вектор электрического поля указывает в точку, где заряд был, или где он сейчас находится, то придется сделать вывод о том, что заряд метался/мечется где-то там со сверхсветовой скоростью. На самом деле этот вектор просто не показывает ни того, ни другого. Этот вектор - свойство самого электромагнитного поля в данной точке, а не удаленного заряда. Почему бы ему и не вращаться с какой угодно скоростью? Это же все локально в точке происходит, заряд не обязан этому "соответствовать". Все, заряд поле излучил, теперь нас интересует только поле. Оно действует на нас, а заряд может вообще делать что угодно.

[Doctor Boom]

Хоть запоздало, но касательно

need_to_learn в сообщении #1605169 писал(а):

Коллапсирует ли он в чёрную дыру, если мы разгонимся слишком сильно относительно него? Или мы сами коллапсируем? Или стержень коллапсирует относительно нас, а мы — относительно него?

Нет, т.к.
1. Сжатый неподвижный и движущиеся объекты ведут себя по разному в одной СО
2. У движущегося объекта будут другие свойства - другое гравитационное поле (не сферически симметричное), другая инертность, а коллапс при высокой плотности выводится из свойств неподвижного объекта в определенной СО (например своего центра масс)
3. Почему свойства движущегося объекта не дают ему коллапсировать при высокой плотности? Очевидно, что это нельзя понять, не зная ОТО. Можете удовлетворится только логической непротиворечивостью пунктов 1-2

[wrest]

need_to_learn в сообщении #1605512 писал(а):

Внезапно вектор резко (без какого-либо перехода)

Резкость перехода будет соответствовать резкости остановки отсюда:

need_to_learn в сообщении #1605512 писал(а):

Вот летящий заряд резко остановился.

[need_to_learn]

wrest в сообщении #1605541 писал(а):

Резкость перехода будет соответствовать резкости остановки

Интересно. А если у нас цепочка шаров, летящих друг за другом? Получается, можно подобрать для них такие режимы торможения, чтобы их "астральные проекции" в какой-то момент совместились для стороннего наблюдателя в один шар? Обладающий суммарным зарядом всех шаров.

[Mikhail_K]

need_to_learn в сообщении #1605545 писал(а):

wrest в сообщении #1605541 писал(а):

Резкость перехода будет соответствовать резкости остановки

Интересно. А если у нас цепочка шаров, летящих друг за другом? Получается, можно подобрать для них такие режимы торможения, чтобы их "астральные проекции" в какой-то момент совместились для стороннего наблюдателя в один шар? Обладающий суммарным зарядом всех шаров.

Наверное, здесь стоит сказать, что при ускоренном движении заряда (в частности, при торможениях) вся картина вообще становится сложнее. Например, появляются электромагнитные волны, которых нет при равномерном движении зарядов. Так что поведение электромагнитного поля в этом случае, вообще говоря, не соответствует вообще никаким "астральным проекциям" - оно будет сложнее, чем просто кулоновское притяжение-отталкивание к каким бы то ни было "астральным проекциям".

[need_to_learn]

Mikhail_K

Понятно, спасибо. (Если точнее, то в достаточной степени непонятно, чтобы перестать беспокоиться по этому поводу. :))

[Mikhail_K]

need_to_learn
Подробнее об этом можно почитать, например, здесь:
Фейнмановские лекции по физике. Том "Излучение. Волны. Кванты". Глава 28 "Электромагнитное излучение";
Фейнмановские лекции по физике. Том "Электродинамика". Глава 21 "Решения уравнений Максвелла с токами и зарядами".
При необходимости можно посмотреть и соседние с ними главы.

[need_to_learn]

Mikhail_K

Спасибо. Не знаю, доберусь ли когда-нибудь это изучить, но я сделал скриншот с Вашими рекомендациями.