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 На страницу Пред.  1 ... 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ... 24  След.
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 09:34 


27/08/16
10453
Geen в сообщении #1648611 писал(а):
Нет - полная энергия сохраняется.
Как её посчитать? Какие-либо псевдотензора гравполя учитывать нельзя.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 10:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10985
realeugene в сообщении #1648595 писал(а):
Вот в этой фразе рассматривается полная энергия падающей в дыру сферы. Но в разных точках сферы разное касательное пространство и разные тензора. Напрямую их складывать нельзя. Как суммировать их энергию?
Так, начнём с того, что это абсолютно верно подмечено: Складывать компоненты векторов или тензоров, находящихся в разных точках пространства-времени, нельзя. А что же делать? Ведь скалярную плотность как-то интегрируют, и ничего. А это потому что находящиеся в разных точках пространства-времени скаляры складывать вполне можно. Значит для начала нужно получить из имеющихся у нас векторов и тензоров скалярные величины. Для этого существует такая вещь, как "система отсчёта", коя предназначена как раз для того, чтобы определить, как именно мы будем "отсчитывать" разные глобальные величины (т.е. определённые не только в точке). От "удалённого наблюдателя" оная система отсчёта отличается в первую очередь тем, что она находится не в одной удалённой точке, как наблюдатель, а основана на понятии распределённого "тела отсчёта" (реального или воображаемого).

На этом давайте прервёмся и приведём пример. Все мы знаем, что "скорость" (движения материальной точки) является величиной, зависимой от выбора "системы отсчёта". Так как же она определяется? А определяется она, как производная проходимого точкой расстояния (в заданном направлении) по местному времени. Если мы применим это определение к движению материальной точки в пространстве-времени, скажем, определяющимся тем же решением Шварцшильда, то должны заметить, что понятия "проходимого расстояния" и "промежутка местного времени" отличаются от изменений соответствующих координат. Вот в этом и проявляется действие "системы отсчёта": Мы отсчитываем время не как произвольно выбранную координату, а по часам, и расстояния - тоже не по произвольно выбранной координате, а линейкой (например, радаром). Зная скорость, можно посчитать другую зависимую от выбора системы отсчёта величину - кинетическую энергию этой материальной точки. И хотя мы привыкли, что энергия - нулевая компонента четырёхвектора, но посчитанная относительно заданной системы отсчёта величина будет уже скаляром, т.е. глобальной величиной, которую можно складывать, хотя она и задана в разных точках. Как так могло получиться? Секрет можно раскрыть, погуглив термин "тетрада".

Нетрудно заметить, что посчитанная таким образом кинетическая энергия сферического пылевого слоя, падающего на горизонт событий, будет только нарастать, при приближении к горизонту обращаясь в бесконечность. Откуда же берутся соображения о том, что она на горизонте обращается в нуль? А дело в том, что некоторые считают за "скорость" производную радиальной Шварцшильдовской координаты по временной Шварцшильдовской координате, иногда даже именуя это "скоростью с точки зрения удалённого наблюдателя" (очевидно, потому что эти координаты для удалённого наблюдателя совпадают с показаниями его часов и линеек). Эта величина будет стремиться к нулю по той причине, что удалённый наблюдатель никогда не увидит прохождение телом горизонта, а значит он видит, как тело при приближении к горизонту якобы замедляется. Но каков физический смысл такой "энергии с точки зрения удалённого наблюдателя" и в каком смысле её можно интегрировать по пространственному объёму, пусть разбираются те авторы, которые предлагают это понятие.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 10:12 


27/08/16
10453
epros в сообщении #1648614 писал(а):
И хотя мы привыкли, что энергия - нулевая компонента четырёхвектора, но посчитанная относительно заданной системы отсчёта величина будет уже скаляром, т.е. глобальной величиной, которую можно складывать, хотя она и задана в разных точках.
Всё это замечательно, но даже в ньютоновской механике энергия тела будет меняться произвольным образом, если в разные моменты времени систему отсчёта менять произвольно.

Для примера возьмём систему отсчёта, связанную с точками самой сферы, причём, пусть внутренняя энергия материала сферы не зависит от её объёма. Тогда при падении её в дыру энергия сферы не меняется.

epros в сообщении #1648614 писал(а):
Но каков физический смысл такой "энергии с точки зрения удалённого наблюдателя" и в каком смысле её можно интегрировать по пространственному объёму, пусть разбираются те авторы, которые предлагают это понятие.
Напомню, что всё это делается только лишь для того, чтобы сравнить посчитанную неким хитрым способом энергию всей падающей в дыру материи с параметром $M$ решения Шварцшильда для наблюдателя, который благоразумно находится далеко от дыры.

В общем, всё это рукомахательство без расчётов выглядит всё более и более бессмысленным.

-- 06.08.2024, 10:29 --

epros в сообщении #1648614 писал(а):
А это потому что находящиеся в разных точках пространства-времени скаляры складывать вполне можно.
И это тоже неверно. В интеграл скаляра входит ещё форма объёма, зависящая от выбранных координат.

PS А ещё можно вспомнить, что энергия - скаляр, а в ОТО не зависят от координат 4-скаляры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 11:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
realeugene в сообщении #1648615 писал(а):
ещё можно вспомнить, что энергия - скаляр
Гм, и давно это с ней? Я её как нулевую компоненту 4-вектора энергии-импульса помню.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 11:26 


27/08/16
10453
Утундрий в сообщении #1648619 писал(а):
Гм, и давно это с ней? Я её как нулевую компоненту 4-вектора энергии-импульса помню.
В ньютоновской механике с только трёхмерными поворотами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 11:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10985
realeugene в сообщении #1648615 писал(а):
Всё это замечательно, но даже в ньютоновской механике энергия тела будет меняться произвольным образом, если в разные моменты времени систему отсчёта менять произвольно.

Система отсчёта придумана не для того, чтобы менять её произвольным образом в разные моменты времени или в разных точках пространства. Чтобы не было раздвоения сознания, систему отсчёта нужно выбирать один раз для всех "отсчётов".

realeugene в сообщении #1648615 писал(а):
Напомню, что всё это делается только лишь для того, чтобы сравнить посчитанную неким хитрым способом энергию всей падающей в дыру материи с параметром $M$ решения Шварцшильда для наблюдателя, который благоразумно находится далеко от дыры.
Это Вы говорите к тому, что у Вас есть способ определения глобальной энергии "с точки зрения удалённого наблюдателя"? У меня такого способа нет, зато есть способ определения глобальной энергии "относительно заданной системы отсчёта".

realeugene в сообщении #1648615 писал(а):
epros в сообщении #1648614 писал(а):
А это потому что находящиеся в разных точках пространства-времени скаляры складывать вполне можно.
И это тоже неверно. В интеграл скаляра входит ещё форма объёма, зависящая от выбранных координат.

Это не неверно, а неверно прочитано. Складывать можно скаляры, а интегрировать - скалярные плотности. Потому что под интегралом находится произведение скалярной плотности на форму объёма, которое является скаляром.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 11:54 


27/08/16
10453
epros в сообщении #1648624 писал(а):
Система отсчёта придумана не для того, чтобы менять её произвольным образом в разные моменты времени или в разных точках пространства. Чтобы не было раздвоения сознания, систему отсчёта нужно выбирать один раз для всех "отсчётов".
Сфера тонкая - так выберите раз и навсегда для каждого радиуса тетрадные базисы системы отсчёта, в которых свободно пролетающий этот радиус материал сферы покоится.

epros в сообщении #1648624 писал(а):
У меня такого способа нет, зато есть способ определения глобальной энергии "относительно заданной системы отсчёта".
Так не существует никакой выделенной "глобальной системы отсчёта". В разных таким образом построенных глобальных системах отсчёта будет по-разному. А вот удалённое в ньютоновский предел сообщество наблюдателей, которые видят, что сфера массы $M$ начала коллапсировать, и по мере коллапса её притяжение для них не меняется, как раз существует. Что ещё нужно для физических наблюдений, если разные наблюдатели видят одно и то же?

epros в сообщении #1648624 писал(а):
Это не неверно, а неверно прочитано. Складывать можно скаляры, а интегрировать - скалярные плотности. Потому что под интегралом находится произведение скалярной плотности на форму объёма, которое является скаляром.
Ну да, ТЭИ - это плотность, его компоненты - плотности. Но в любом случае энергия зависит от размерности времени, а в 4-скалярах её нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 12:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10985
realeugene в сообщении #1648626 писал(а):
Сфера тонкая - так выберите раз и навсегда для каждого радиуса тетрадные базисы системы отсчёта, в которых свободно пролетающий этот радиус материал сферы покоится.

Напомню, что задача была про статический случай: Снаружи статическое решение Шварцшильда, сама сфера статична, внутри сферы статическое пространство Минковского. Так что систему отсчёта следует полагать статической. Вы же сейчас пытаетесь рассматривать какую-то другую задачу: начать что-то считать для свободно падающей системы отсчёта.

realeugene в сообщении #1648626 писал(а):
Так не существует никакой выделенной "глобальной системы отсчёта". В разных таким образом построенных глобальных системах отсчёта будет по-разному.

Первое предложение никак не следует из второго. Без глобальных (в смысле - определённых не в бесконечно малой окрестности точки) систем отсчёта Вы никак не обойдётесь. Без них Вы не сможете даже посчитать кинетическую энергию мяча, прыгающего на полу в лифте, ибо мяч не бесконечно мал, а значит придётся складывать кинетические энергии составляющих его отдельных материальных точек.

Что Вы имели в виду про "выделенную", я не понял. По моим понятиям системы отсчёта не "выделяются", а определяются (нами, для расчётов).

realeugene в сообщении #1648626 писал(а):
Что ещё нужно для физических наблюдений, если разные наблюдатели видят одно и то же?

Для наблюдений может быть кроме наблюдателя и приборов наблюдения ничего и не нужно, а вот для физических расчётов нужно определить систему отсчёта.

realeugene в сообщении #1648626 писал(а):
Ну да, ТЭИ - это плотность, его компоненты - плотности. Но в любом случае энергия зависит от размерности времени, а в 4-скалярах её нет.

Размерность времени есть в тетраде.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 13:01 


27/08/16
10453
epros в сообщении #1648631 писал(а):
Вы же сейчас пытаетесь рассматривать какую-то другую задачу: начать что-то считать для свободно падающей системы отсчёта.
Да, рассматриваю ту самую падающую в дыры сферу, энергия которой у вас становится бесконечной при прохождении горизонта.

epros в сообщении #1648631 писал(а):
Без них Вы не сможете даже посчитать кинетическую энергию мяча, прыгающего на полу в лифте, ибо мяч не бесконечно мал, а значит придётся складывать кинетические энергии составляющих его отдельных материальных точек.
Ну да, в ОТО не смогу, а в ньютоновской механике - смогу. В ОТО мяч бегает по геодезическим, и его энергия при этом вообще не сохраняется. Потому и прыгает.

epros в сообщении #1648631 писал(а):
Что Вы имели в виду про "выделенную", я не понял. По моим понятиям системы отсчёта не "выделяются", а определяются (нами, для расчётов).
"Петька, приборы!"

Я имел в виду, что считая что-то желательно понимать, что именно считается. А с глобальными системами отсчёта такого понимания нет. Берём их разными - получаем разные числа в результате. Ну и что? Какая из них более правильная?

epros в сообщении #1648631 писал(а):
Для наблюдений может быть кроме наблюдателя и приборов наблюдения ничего и не нужно, а вот для физических расчётов нужно определить систему отсчёта.
В конце концов единственная возможная цель - предсказать результаты наблюдений.

epros в сообщении #1648631 писал(а):
Размерность времени есть в тетраде.
Но когда при помощи тетрады вы переходите к 4-скаляру, вы от неё избавляетесь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 13:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10985
realeugene в сообщении #1648636 писал(а):
Да, рассматриваю ту самую падающую в дыры сферу, энергия которой у вас становится бесконечной при прохождении горизонта.

Так Вы её хотя бы относительно неподвижного тела отсчёта рассматривайте, а то какой смысл считать энергию падающей пыли относительно падающего вместе с ней тела отсчёта?

realeugene в сообщении #1648636 писал(а):
Ну да, в ОТО не смогу, а в ньютоновской механике - смогу. В ОТО мяч бегает по геодезическим, и его энергия при этом вообще не сохраняется. Потому и прыгает.

Вы себя здорово ограничиваете, не научившись в ОТО рассчитывать то, что умеете в Ньютоновской механике.

realeugene в сообщении #1648636 писал(а):
Я имел в виду, что считая что-то желательно понимать, что именно считается. А с глобальными системами отсчёта такого понимания нет. Берём их разными - получаем разные числа в результате. Ну и что? Какая из них более правильная?

А Вас не смущает, что когда Вы берёте разные глобальные ИСО в пространстве Минковского, Вы получаете разные энергии для одного и того же тела (материальной точки)? Какая из них правильная? Вообще-то это называется принципом относительности.

realeugene в сообщении #1648636 писал(а):
В конце концов единственная возможная цель - предсказать результаты наблюдений.

Наблюдение чего Вы хотите предсказать, рассчитывая энергию падающей пыли посредством складывания энергий различных пылинок?

realeugene в сообщении #1648636 писал(а):
Но когда при помощи тетрады вы переходите к 4-скаляру, вы от неё избавляетесь.

С чего бы это? Вот есть решение Шварцшильда, в котором временная координата рассчитывается в непонятных попугаях. Посредством тетрады мы переходим от попугаев к тому, что показывают местные часы, т.е. к секундам.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 14:08 


27/08/16
10453
epros в сообщении #1648650 писал(а):
Так Вы её хотя бы относительно неподвижного тела отсчёта рассматривайте, а то какой смысл считать энергию падающей пыли относительно падающего вместе с ней тела отсчёта?
Неподвижное тело - не ИСО.

epros в сообщении #1648650 писал(а):
Вы себя здорово ограничиваете, не научившись в ОТО рассчитывать то, что умеете в Ньютоновской механике.
В ОТО много всего не так, как в ньютоновской механике. Чего стоит хотя бы глобально несинхронизируемое время? Ньютоновский предел и локально-инерциальные системы отсчёта тем и хороши, что позволяют вернуться к ньютоновской механике хотя бы локально.

epros в сообщении #1648650 писал(а):
А Вас не смущает, что когда Вы берёте разные глобальные ИСО в пространстве Минковского, Вы получаете разные энергии для одного и того же тела (материальной точки)? Какая из них правильная? Вообще-то это называется принципом относительности.
Не смущает, пока эта энергия не начинает гравитировать в ОТО.

epros в сообщении #1648650 писал(а):
Наблюдение чего Вы хотите предсказать, рассчитывая энергию падающей пыли посредством складывания энергий различных пылинок?
Я пытаюсь проверить ваше предсказание, что энергия падающей в дыру сферы становится бесконечной. Точнее, пытаюсь для начала понять его смысл.

epros в сообщении #1648650 писал(а):
С чего бы это? Вот есть решение Шварцшильда, в котором временная координата рассчитывается в непонятных попугаях. Посредством тетрады мы переходим от попугаев к тому, что показывают местные часы, т.е. к секундам.
В решении Шварцшильда у временной координаты в разных точках разная размерность, в соответствии с метрикой Шварцшильда. А вот в 4-скалярах размерности времени уже быть не может.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 14:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
realeugene в сообщении #1648651 писал(а):
В решении Шварцшильда у временной координаты в разных точках разная размерность, в соответствии с метрикой Шварцшильда.
О, сколько нам открытий чудных... :facepalm:

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 14:40 


27/08/16
10453
Утундрий в сообщении #1648654 писал(а):
О, сколько нам открытий чудных... :facepalm:

А в каких единицах измерения там выражена нулевая компонента ТЭИ, по-вашему?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 14:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
30/12/24
12599
Да в каких бы ни выражалась... Как это "разная в разных точках"? Тут метры, а там килограммы, что ли?

И вообще, она там нулевая, как и весь ТЭИ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сохранение энергии в ОТО, гравитационные волны и черные дыры
Сообщение06.08.2024, 14:48 


27/08/16
10453
Утундрий в сообщении #1648657 писал(а):
Да в каких бы ни выражалась... Как это "разная в разных точках"? Тут метры, а там килограммы, что ли?
Тут секунды, там миллисекунды. Что на самом деле говорит нам метрика.

-- 06.08.2024, 14:49 --

Утундрий в сообщении #1648657 писал(а):
И вообще, она там нулевая, как и весь ТЭИ.
А время тем не менее есть. И рассматривается же падающая в дыру материя. Нулю размерность не нужна, разумеется.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 354 ]  На страницу Пред.  1 ... 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ... 24  След.

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