Материально ли гравитационное поле?

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Хронология разговора такова:

Спасибо. Вы высказали общий тезис про волны вообще. Я на него и отвечал.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Я так думаю, что нам трудно понять друг друга по двум основным причинам:
1) Вы часто что-то имеете в виду, не говоря об этом явно, а я не силён догадаться, т.к. не знаю специфики (физика - не моя специальность)

Нет, я-то обо всём говорю явно. Проблема другая: это вы что-то имеете в виду, но не зная специфики, называете это неправильными словами. А я не телепат и не могу отгадать, что вы думали. Поэтому отвечаю на то, что написано. Если хотите решить эту проблему - высказывайтесь с уточнениями, произнося свою мысль подробно с разных сторон разными способами.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

2) у нас с Вами разные цели в этом разговоре (моя - понять природу гравитационных волн без источников, Ваша - доказать, что мне на этом подфоруме не место).

Вот вы озвучили свою цель, что-то понять, и это намного продуктивнее, чем что-то полунелепое заявлять. Задавайте вопросы - вам ответят.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Ещё разница между нами в том, что Вы мыслите уравнениями, а я - мысленными экспериментами. Математическая и физическая трактовка.

Да нет, я могу мыслить и так и так. Просто волны - это общая тема, и наиболее общо формулируется именно математически. Физически возникают детали, отвлекающие от сути предмета.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Под "физичностью решения уравнения" я понимаю "возможность существования реальной физической системы, соответствующей этому решению".

Такого в физике нет. В физике есть физичные и нефизичные величины: которые можно и которые нельзя наблюдать в реальном эксперименте. А решения - они все физичные, если физичны параметры, при которых решения взяты.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Помочь было некому с тензорным анализом. Но интерес до сих пор остался. Правда, Вы его усердно отбиваете.

На эту тему тоже множество хорошей литературы. Главное - не ограничивайтесь Ландау-Лифшицем.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Ну насколько я помню, это поправка к метрическому тензору, описывающая возмущения метрики в гравитационном поле. Вроде так и называется - тензор возмущения галилеевой метрики.

Отлично. Но при чём тут тогда "фоновый потенциал"?

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

Осмелюсь заявить, что уж что-что, а разницу между явлением и его наблюдением я понимаю очень хорошо. Возможно, даже лучше, чем Вы

Отлично. Тогда должны понимать и разницу между необходимостью пульсаров для существования явления и для его наблюдения.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

О различиях между энергией и массой мне известно. Однако это не взаимоисключающие понятия. В качестве меры количества материи, например, они одинаково хороши.

Во-первых, не одинаково хороши, а во-вторых, всё-таки закона сохранения массы-энергии нет, научитесь этому.

Droog_Andrey в сообщении #193344 писал(а):

А речь шла, во-первых, о ситуации без источника вообще, а, во-вторых, о принципиальной наблюдаемости (а не только имеющимися у нас приборами).

Волны без источника вообще бывают, когда они заданы в начальных или граничных условиях. Начальные и граничные условия могут быть на бесконечности (это значит, вне области, в которой применима данная модель). Физически бывают, например, реликтовые волны, возникшие в начале мира во время Большого Взрыва. (Реликтовый электромагнитный микроволновой фон возник позже и имеет источники - деионизирующийся газ.)

А принципиальная наблюдаемость волн - это то же самое, что наблюдаемость приборами и пробными телами. Других способов наблюдать поле в физике не известно.

Droog_Andrey в сообщении #193521 писал(а):

Я хотел обсудить вообще природу таких полей.

Каких "таких"? Назовите по именам. Такие поля, как гравитационное и электромагнитное, не "такие", и их природа обсуждена уже: они - материальные физические объекты.

[Droog_Andrey]

В общем, я с большего расшифровал ход Ваших и моих мыслей. Мы изначально говорили о разных вещах.

По поводу тензора возмущения - фоновый потенциал тут действительно ни при чём, т.к. он фоновый и задаёт ту самую метрику, на фоне которой бежит возмущение. Его можно спокойно приравнять нулю, и всё будет в огне. Но ведь это, строго говоря, частный случай; насколько я понимаю, из-за этого ограничения общности мы имеем неучтённую степень свободы, выражающуюся в космологической постоянной. Или это бред?

Ну и ещё пара вопросов.

Munin писал(а):

всё-таки закона сохранения массы-энергии нет, научитесь этому.

А можете привести контрпример? Я не могу представить, чтобы, скажем, часть массы появилась без соответствующей ($mc^2$) затраты энергии, или наоборот. Я привык, что если мы нагреваем чайник, то его масса увеличивается на $Q/c^2$, а если взрывается ядерная бомба, то выделяется энергия, соответствующая дефекту массы ядерной реакции.

И ещё: в детстве мне казалось, что для тела массой $m$ величина $mc^2$ соответствует потенциальной энергии Вселенной в поле тяготения этого тела, - имеет ли эта идея под собой физическое основание?

[Утундрий]

От созерцания перлов данной темы родился еще один гноссеологический вопрос.

Гравитационно ли материальное поле? оО

[Droog_Andrey]

Американский форум: ты задаешь вопрос, тебе дают на него ответ.
Израильский форум: ты задаешь вопрос, тебе задают вопрос.
Российский форум: ты задаешь вопрос, и тебе долго рассказывают, какой ты мудак.
(c)


Добавлено спустя 52 минуты 54 секунды:

Droog_Andrey писал(а):

Munin писал(а):

всё-таки закона сохранения массы-энергии нет, научитесь этому.

А можете привести контрпример?

Прочитав статью по ссылке из соседней темы,
http://ufn.ru/ufn89/ufn89_7/Russian/r897f.pdf
понял, что всё дело в терминологии. Проще оперировать понятием полной энергии. Вот она и сохраняется.

[Munin]

Droog_Andrey в сообщении #193972 писал(а):

По поводу тензора возмущения - фоновый потенциал тут действительно ни при чём, т.к. он фоновый и задаёт ту самую метрику

Да нету вообще потенциала, задающего метрику. Есть метрика. В приближениях она может играть роль, аналогичную потенциалу. Соответственно, приравнивать нулю нечего - надо задавать фоновую метрику (очевидно, она нулевой быть не может).

Droog_Andrey в сообщении #193972 писал(а):

Но ведь это, строго говоря, частный случай; насколько я понимаю, из-за этого ограничения общности мы имеем неучтённую степень свободы, выражающуюся в космологической постоянной. Или это бред?

Степени свободы у космологической постоянной нет. Она либо постоянная вообще, в истинном смысле (параметр теории / модели), либо вычисляется как функция состояния поля.

Droog_Andrey в сообщении #193972 писал(а):

И ещё: в детстве мне казалось, что для тела массой $m$ величина $mc^2$ соответствует потенциальной энергии Вселенной в поле тяготения этого тела, - имеет ли эта идея под собой физическое основание?

Забавная идея. Надо посчитать, может быть, в некоторых случаях это и так. Но мне кажется, в специально подобранных (например, асимптотически плоское пространство-время).

Утундрий в сообщении #193993 писал(а):

Гравитационно ли материальное поле? оО

О! Думаю, тут есть две точки зрения: Уилера и Сасскинда. Обеих я не знаю :-)

[Droog_Andrey]

Munin писал(а):

Забавная идея. Надо посчитать, может быть, в некоторых случаях это и так. Но мне кажется, в специально подобранных (например, асимптотически плоское пространство-время).

Насколько я помню свои расчёты тех лет, равенство получается в случае, когда средняя плотность материи равна критической. Но я могу ошибаться.

[Victor Orlov]

nestoklon писал(а):

Droog_Andrey в сообщении #193134 писал(а):

Однако существование мебели принципиально подтверждаемо (можно включить свет). Верно ли это для случая с гравитационными волнами без массы? Обнаруживаемы ли они в принципе?

Как вы не сможете зафиксировать ЭМ излучение без пробного заряда (в той или иной форме) так вы не можете зафиксировать грав. поле без пробной массы. На то оно и поле.

Масса, помещенная в пространство, вызывает искажение метрики этого пространства. Ну а гравитационное поле является лишь СЛЕДСТВИЕМ этого искажения метрики. Соответственно, чтобы обнаружить искажение метрики, можно не гравитационное поле пробной массой искать, но прямо мерять искажение метрики. Для чего пробная масса не нужна?

[мат-ламер]

Я так понял, что основной вопрос, обсуждаемый в этой ветке - могут ли возникнуть гравитационные волны сами по себе (т.е. без вещества с массой). На первый взгляд кажется, что нет. Однако, http://www.grani.ru/society/science/m.86459.html. Волны, описываемые в этой статье, вызваны квантовыми флуктуациями пространства. (может я не так понял).

[nestoklon]

Victor Orlov в сообщении #195315 писал(а):

но прямо мерять искажение метрики

И как вы его предлагаете "мерять"? Конкретно? Прибором для измерения искажения метрики, купленным в магазине? Ссылочкой на магазин не поделитесь?
HINT: http://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_телескоп

[мат-ламер]

Искажение метрики возможно (по крайней мере теоретически) определить по отклонению лазерного луча. В солнечной системе можно запустить спутник и следить за его траекторией (но тут важно, чтоы на спутник не действовали посторонние силы).

[nestoklon]

мат-ламер в сообщении #195596 писал(а):

В солнечной системе можно запустить спутник и следить за его траекторией (но тут важно, чтоы на спутник не действовали посторонние силы).

Это и называется "пробной массой". 8-й класс общеобразовательной школы, однако. С фотоном надо сделать массу оговорок, но в целом он тоже в некотором смысле пробная масса. Потому что он откланяется только в меру того, как участвует в гравитационном взаимодействии.
Ссылку-то посмотрели?

[Victor Orlov]

nestoklon писал(а):

Victor Orlov в сообщении #195315 писал(а):

но прямо мерять искажение метрики

И как вы его предлагаете "мерять"? Конкретно? Прибором для измерения искажения метрики, купленным в магазине? Ссылочкой на магазин не поделитесь?
HINT: http://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_телескоп

И это должно нас навести нам мысль, что если "Измериметр Метрический" в магазине не купить, то следует подумать, как вообще можно мерять искажения метрики окружающего нас пространства.

[Munin]

Это должно навести на мысль, но к сожалению, для этого нужен орган, которым мыслят. Поэтому Victor Orlov из игры выбывает.

А реально для измерения искривления пространства (а не "искажения метрики", порождённого больным воображением Victor Orlov) приборы имеются, напр., МТУ-2 § 16.5 и доп. 16.5.

[Ruslan_Sharipov]

Хорошая тема. Она перекликается с темой "Слегка философский, но материалистический взгляд на эволюцию". Гравитационное поле - это метрика, то есть свойство приписанное четырёхмерному континууму, который мы называем пространством-временем или вселенной. Поэтому вопрос о материальности гравитационного поля надо решать параллельно с вопросом о материальности пространства-времени.

В какой мере ткань пространства-времени материальна, а не является удобной математической абстракцией? Узнать об этом доподлинно можно будет дойдя до планковских размеров. Я придерживаюсь следующей точки зрения. Все четырёхмерное пространство-время не может быть материальным. Это бы означало, что все наше прошлое, настоящее и будущее уже отлито в материале (кем-то или чем-то очень могущественным). Признать пространство-время материальным означает фатализм и боготворчество, или же отсылку вопроса о свободной воле на более высокий уровень - типа мы и наша вселенная лишь плод деятельности чего-то пусть и материального, но недостижимо для нас более высокого. Есть компромисное решение - признать материальным некоторый трёхмерный субконтинуум в пространстве времени, который всех нас включает и вместе с нами эволюционирует, очерчивая четырёхмерный континуум вселенной.Кандидат на такой субконтинуум предложен в теме "Слегка философский, но материалистический взгляд на эволюцию". Существование такого субконтинуума никак не противоречит релятивистской ковариантности уравнений динамики, четырёхмерности уравнений самого пространства-времени, тому, что имеется собственное время на каждой мировой линии, решению парадокса близнецов и прочим подобным заморочкам. В СТО указать материальный субконтинуум нельзя. Это слишком идеализованная теория с плоским пространством-временем. В ОТО без привязки к конкретной космологической модели тоже этого сделать нельзя. А вот в космологии можно, отталкиваясь от точки Большого Взрыва.

Кстати, есть давно дискутируемая проблема. В ОТО без привязки к конкретной космологической модели нельзя определить энергию гравитационного поля и записать закон сохранения энергии для него даже в дифференциальной форме. После введения материального субконтинуума это становится возможным.

[Pphantom]

Ruslan_Sharipov, не надо рекламировать одну тему в другой, особенно в той, в которой последним сообщениям более 7 лет. Замечание.