Некоторые предельные случаи ТО

[DirtyNewYorker]

Простите за откровенное нубство, знаю, что такая тема уже была. Но не смог её найти.

1) Тело падает в чёрную дыру. По мере приближения к горизонту событий, его собственное время замедляется, и для стороннего наблюдателя это тело просто навечно замрёт на горизонте. Значит чёрная дыра должна иметь "волосы" в виде этих недоупавших отовсюду частиц? Или тела в нашей, земной СО, таки пересекают горизонт за конечное время?

2) Фотон существует вечно потому что движется со скоростью света. В СО, связанной с фотоном, он распадается? Чем вообще обусловлено собственное время жизни частиц? Существует ли такая цифра для фотона?

3) Гипотетические тахионные поля нестабильны. Связано ли это с чисто математическими свойствами волн быстрее скорости света, или в чём причина нестабильности?

4) Для очень сильно замедленного тела возле горизонта событий ЧД излучение из окружающей вселенной должно существенно увеличить частоту? А по пересечении горизонта, разве не должно тело принять на себя всё излучение за всё время существования ЧД?

Спасибо.

[EvilPhysicist]

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Значит чёрная дыра должна иметь "волосы" в виде этих недоупавших отовсюду частиц?

Под "волосами" у черной дыры понимаются "сигналы", исходящие из неё. А не то, что на неё падает.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Фотон существует вечно потому что движется со скоростью света

Вовсе не вечно. Они могут рождаться и уничтожаться.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

В СО, связанной с фотоном, он распадается?

Со светом нельзя связать ИСО.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Гипотетические тахионные поля нестабильны. Связано ли это с чисто математическими свойствами волн быстрее скорости света, или в чём причина нестабильности?

Тахионных полей можно придумать очень много. Ни одного пока что не зарегистрировано.

[pohius]

Непонятно причем здесь "придельные случаи", ну да ладно.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

чёрная дыра должна иметь "волосы"

Вы путаете. Волосы у черной дыры это совершенно другое понятие. Гляньте тут

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Фотон существует вечно

Неа, например когда электрон в атоме поглощает фотон.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Гипотетические тахионные

Не забивайте себе голову ерундой.

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Для очень сильно замедленного тела возле горизонта событий ЧД излучение из окружающей вселенной должно существенно увеличить частоту?

Да

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

А по пересечении горизонта, разве не должно тело принять на себя всё излучение за всё время существования ЧД?

С одной стороны ЧД испаряется по Хокингу за конечное время, с другой стороны падающий наблюдатель падает бесконечное время, по часам удаленного. Мне кажется ответа на этот вопрос пока нет. Либо я его не знаю, тогда другие участники меня поправят.

[Pphantom]

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Или тела в нашей, земной СО, таки пересекают горизонт за конечное время?

Нет, пересекают за бесконечное. Однако за вполне конечное (и очень малое) время тела оказываются очень близко от горизонта (расстояние до горизонта экспоненциально убывает со временем), а любое их излучение начинает испытывать сильное гравитационное красное смещение, так что с любой практической точки зрения их можно считать "упавшими" на черную дыру.

pohius в сообщении #663121 писал(а):

С одной стороны ЧД испаряется по Хокингу за конечное время, с другой стороны падающий наблюдатель падает бесконечное время, по часам удаленного. Мне кажется ответа на этот вопрос пока нет. Либо я его не знаю, тогда другие участники меня поправят.

Строго говоря, излучение Хокинга - это квантовый эффект, возникающий в принципиально неквантовых условиях. Совместить ОТО с квантовой механикой пока никому не удалось, так что наличие парадоксов, связанных с излучением Хокинга, в принципе, неудивительно.

[DirtyNewYorker]

Цитата:

Под "волосами" у черной дыры понимаются "сигналы", исходящие из неё. А не то, что на неё падает.

Ну ок. Всё равно ЧД оказывается окружённой замершими на подлёте к горизонту частицами, и всяким мусором. Облеплена всем этим. И мы никогда не увидим, как что-то упадёт в дыру, нам придётся ждать вечность. Так?

Цитата:

Они могут рождаться и уничтожаться

Ну если не поглощать - тогда вечно же. Как реликтовое излучение.

Цитата:

Со светом нельзя связать ИСО.

Потому что формулы выродятся в бесконечность? Ну ок. Но фотон должен иметь какое-то собственное время распада, превращения в что-то ещё, независимо от того, что никакой наблюдатель никогда такого не увидит. Это же как-то рассчитывается стандартной моделью для всяких мюонов. Для фотона тоже можно, или как?

Цитата:

Ни одного пока что не зарегистрировано.

Вот я и спрашиваю, тахионов нет потому что не зарегистрировано, или есть какие-то теоретические ограничения на передачу сигналов тахионным полем. Именно в явном виде, а не постулирование причинности. Есть ли такие ограничения в волновой механике применительно к пространству Минковского? Или в квантмехе, к примеру?

Цитата:

С одной стороны ЧД испаряется по Хокингу за конечное время, с другой стороны падающий наблюдатель падает бесконечное время, по часам удаленного. Мне кажется ответа на этот вопрос пока нет.

Но по своим-то часам очень даже конечное. И если он по своим часам может пересечь горизонт - то вроде как, получается, должен увидеть всю эволюцию вселенной, пока не испарится дыра.

Или дыра испарится раньше, чем наблюдатель пересечёт горизонт? Значит за горизонт вообще никто и никогда не может проникнуть, если дыра начинает по его часам мгновенно испаряться? И всё, что получает падающее тело - прокрутку времени до того момента, пока дыра не испарится? Звучит не так, как принято, но парадоксов тут вроде нет.

-- 24.12.2012, 19:54 --

Хотя есть! Как вообще поверхность горизонта событий может излучать, если там время бесконечно замедлено? И частота излучения на квадратный метр будет всегда ноль?

[EvilPhysicist]

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

И мы никогда не увидим, как что-то упадёт в дыру, нам придётся ждать вечность. Так?

На сколько я чего понимаю, для внешнего наблюдателя падение тела в дыру происходит всегда за конечное время.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Ну если не поглощать - тогда вечно же. Как реликтовое излучение.

Если ничего с фотоном не делать, то да, будет жить вечно.
И, для справки, реликтовое излучение очень даже поглощается и переизлучается. Если быть точным, оно находится в тепловом равновесии с веществом во вселенной. И время жизни его, как и время жизни вселенной, конечно.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Потому что формулы выродятся в бесконечность?

Я не знаю, что вы понимаете под этой фразой. Это долго и нудно объяснять, если "на пальцах" математическая формулировка не дает связать ИСО со светом. А если бы и давала, то в такой ИСО свет бы исчез.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Но фотон должен иметь какое-то собственное время распада, превращения в что-то ещё, независимо от того, что никакой наблюдатель никогда такого не увидит

Нет, не должен. Фотон - стабильная частица. Если его не трогать с ним ничего не будет. По этому ни про какой распад речи идти не может.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Это же как-то рассчитывается стандартной моделью для всяких мюонов

Мюоны - составные частицы. Фотон - элементарная.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Вот я и спрашиваю, тахионов нет потому что не зарегистрировано

Это философский вопрос. Если смотреть на него как физики, то все на оборот: тахионов нет, то этому их и не регистрируем.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

или есть какие-то теоретические ограничения на передачу сигналов тахионным полем.

Ещё раз, тахионных полей можно навыдумывать очень большое множество. У всех у них есть одно теоретическое ограничение - возможность передачи сигналов в прошлое, что приводит к куче парадоксов.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Именно в явном виде, а не постулирование причинности

На сколько я сейчас могу вспомнить - нету "в явном виде" запрета на существование тахионов.

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Есть ли такие ограничения в волновой механике применительно к пространству Минковского? Или в квантмехе, к примеру?

Волновая механка и квантовая механика это одно и тоже. И, на сколько я помню, там тоже нету "в явном виде" запретов на тахионы.

[DirtyNewYorker]

Цитата:

для внешнего наблюдателя падение тела в дыру происходит всегда за конечное время.

Точно-точно? Конечное? Для внешнего?

Цитата:

Мюоны - составные частицы. Фотон - элементарная.

Аа, понятно, спасибо. А можно совсем дурацкий вопрос? Может ли составная частица не иметь массы? (Не в нашей вселенной, а вообще). Наверно её части просто не будут взаимодействовать?

Хотя вот отдельные фотоны - они же притягиваются? Вот летят параллельно два фотона. Энергию несут, значит вокруг них гравитационное поле. Значит должны притягиваться?

Но чтобы посчитать силу, действующую на один фотон, надо перейти в ИСО, привязанную к другому фотону? А это, как вы говорите, равносильно ситуации, в которой никакого фотона нет. Ведь частота станет нулевой, энергия тоже и гравитации не будет? Так притягиваются они или нет?

[arseniiv]

DirtyNewYorker в сообщении #663192 писал(а):

Но фотон должен иметь какое-то собственное время распада, превращения в что-то ещё

Электрон тогда и разные нейтрино, а ещё кварки с глюонами тоже должны, только почему-то никак не распадаются.

DirtyNewYorker в сообщении #663225 писал(а):

Но чтобы посчитать силу, действующую на один фотон, надо перейти в ИСО, привязанную к другому фотону?

Не надо.

EvilPhysicist в сообщении #663214 писал(а):

Мюоны - составные частицы. Фотон - элементарная.

Мюоны не составные.

EvilPhysicist в сообщении #663214 писал(а):

Это философский вопрос. Если смотреть на него как физики, то все на оборот: тахионов нет, то этому их и не регистрируем.

А как ещё можно смотреть в физике? Если теория не соответствует практике, то плохо будет теории — реальность под неё не перепишется.

[DirtyNewYorker]

Цитата:

Не надо.

Как же это не надо, если энергия фотона зависит от его частоты, а частота у него разная в зависимости от СО. Доплер же!

Цитата:

Мюоны не составные.

Ага! А почему они тогда распадаются? От чего зависит?

[pohius]

DirtyNewYorker в сообщении #663240 писал(а):

Как же это не надо, если энергия фотона зависит от его частоты, а частота у него разная в зависимости от СО.

Но вы то сами их испускаете, по этому знаете энергию, если не вы, тогда до измерения вы никаким образом не узнаете их энергию

DirtyNewYorker в сообщении #663240 писал(а):

Ага! А почему они тогда распадаются? От чего зависит?

Пока что есть просто факт, что они распадаются. Чтобы распадаться не обязательно из чего-то состоять.

[aklimets]

DirtyNewYorker в сообщении #663105 писал(а):

Фотон существует вечно потому что движется со скоростью света. В СО, связанной с фотоном, он распадается? Чем вообще обусловлено собственное время жизни частиц? Существует ли такая цифра для фотона?

Для светового сигнала не существует собственной системы отсчета. Если часами считать сам
свет, то эти часы не идут, они стоят. Почему это происходит?
В свое время Ньютон задался целью искусственно выделить некоторую основную всеобщую «систему референции», к которой можно было бы отнести все наблюдаемые величины. В соответствии с этим замыслом Ньютон и построил систему абсолютного пространства - времени. Современная физика отказалась от ньютоновской «системы референции» и избрала новую – скорость света. Именно к ней теперь относятся все наблюдаемые величины. Световой сигнал не может в качестве системы отсчета, системы референции избирать самого себя. Отсчет временного процесса (движение луча света) может происходить только по отношению к той или иной системе отсчета, но не по отношению к самому себе

[DirtyNewYorker]

Цитата:

Но вы то сами их испускаете, по этому знаете энергию, если не вы, тогда до измерения вы никаким образом не узнаете их энергию

Причём тут? Конечно я знаю энергию, только для меня и какого-то другого наблюдателя эта энергия разная. Потому что эффект Допплера. Если попытаться догнать фотон, то он покраснеет. И его энергия относительно тебя станет меньше. А если два фотона летят параллельно - то притягиваться не должны, если я всё правильно понял. Ведь частота одного фотона будет нулевая относительно другого. Пока никто вразумительно не сказал, будет притяжение или нет.

Цитата:

Пока что есть просто факт, что они распадаются. Чтобы распадаться не обязательно из чего-то состоять.

А этот факт как-то объясняют, или он просто есть и всё?

[pohius]

DirtyNewYorker в сообщении #663289 писал(а):

Причём тут?

Зайдем с другой стороны.

DirtyNewYorker в сообщении #663225 писал(а):

Вот летят параллельно два фотона. Энергию несут, значит вокруг них гравитационное поле. Значит должны притягиваться?

Не будут притягиваться. Энергию то они несут, но гравитационное поле тоже распространяется со скоростью света, так что гравитоны одного не смогут догнать другой фотон.

DirtyNewYorker в сообщении #663289 писал(а):

А этот факт как-то объясняют, или он просто есть и всё?

Объясняется просто, то что в природе не запрещено то разрешено. Мюон испускает виртуальный $W^-$ бозон, сам становиться мюонным нейтрино, а потом бозон распадается на электрон и электронное антинейтрино. Это основной способ распада, наиболее вероятный, но есть и другие.

[DirtyNewYorker]

Цитата:

Не будут притягиваться. Энергию то они несут, но гравитационное поле тоже распространяется со скоростью света, так что гравитоны одного не смогут догнать другой фотон.

А ежели один фотон будет немножечко сзади, со сдвигом, что тогда? Гравитоны от переднего фотона достанут до заднего, а наоборот - нет. Значит задний фотон должен притягиваться к переднему, а переднему - побоку. А это уже совсем нехорошо. Закон сохранения импульса нарушается.

Понятное дело, что гравитоны это не тру, надо уравнения решать с кривизной пространства-времени. А я не умею...

Цитата:

Объясняется просто, то что в природе не запрещено то разрешено. Мюон испускает виртуальный бозон, сам становиться мюонным нейтрино, а потом бозон распадается на электрон и электронное антинейтрино. Это основной способ распада, наиболее вероятный, но есть и другие.

Спрашивать, почему именно на такие частицы распадается - видимо не стоит, этого никто не знает. А вот период полураспада просто померили, или как-то предсказали?

-- 24.12.2012, 23:57 --

Вот ещё чо. Предположим, притяжение есть. Если лететь этим фотонам навстречу и здорово разогнаться - частота фотонов повысится и притяжение станет сильнее. Значит сила зависит от СО? Не эквивалентны ли две ситуации, когда фотоны с большой частотой быстро и сильно взаимодействуют в ускоренном времени, и когда они легче, и взаимодействуют слабее, в замедленном времени? Это было бы очень красивым решением.

[pohius]

pohius в сообщении #663335 писал(а):

А это уже совсем нехорошо. Закон сохранения импульса нарушается.

Это говорит только об одном, на пальцах объяснить не получится.

DirtyNewYorker в сообщении #663340 писал(а):

Спрашивать, почему именно на такие частицы распадается - видимо не стоит

Как я уже говорил и на другие распадается тоже, на эти вероятнее всего.

DirtyNewYorker в сообщении #663340 писал(а):

А вот период полураспада просто померили, или как-то предсказали?

В теории электрослабого взаимодействия считается, ну и проверить тоже можно.