Вопрос о моменте импульса

[Fafner]

Добрый вечер. В ходе подготовки к пересдаче экзамена с механики, возник следуйщий вопрос. Если можете, подскажите пожалуста, буду очень благодарным.

В Берклеевском курсе физики, 1 том Механика (Киттель, Найт, Рудерман), глава 6 Сохранение импульса и момента импульса, пункт 6.3 Инвариантность по отношению к вращению, на страницах 210-211 есть следущий текст и примечание к нему:
"Форма Галактики. Результат, полученый в предыдущем примере, очевидо, может быть использованым для обьяснение формы галактики. Рассмотрим очень большую массу М газа, обладающую первоначально некоторым моментом импульса *).
*) В настоящее время при современном уровне знаний, мы не можем сказать откуда в даному месте появился газ или почему у даной массы газа появился момент импульса. Массы, не обладающие моментом импульса будут конденсироваться и принимать сферическую форму. "

Под предыдущим примером, имеется ввиду результат (поданый на сстранице 210), который позволяет утверждать что момент импульса действует на радиальное движение частицы как некоторая эффективная потенциальная энергия отталкивания, мы должны совершить внешнюю работу что б переместить частицу с растояния большего от центра вращения, к более близкому к оси вращения, если мы хотим что б в этом процесе момент импульса сохранялся постоянным.

В настоящее время, решен ли этот вопрос, откуда взялся момент импульса у массы газа, или откуда в даном месте с моментом импульса, появился газ? Если да, то какой на него ответ и где об этом можна почитать?
Насколько понимаю, ответ на этот вопрос дает понимание также причин, почему звезды вращаются вокруг центра спиральной или элиптической галактики (в неправильной галактике, насколько понимаю, момента импульса нету или он достаточно слаб?), и почему планеты (а так же их спутники) вращаются вокруг своей звезды (планеты) и своей оси?

P.S. К сожалению, в моем электронном виде книги, не могу найти год выпуска книги и издательство. По косвенным признакам в примечаниях ясно, что это издания 1965 года или позже.

[мат-ламер]

Fafner в сообщении #675799 писал(а):

и почему планеты (а так же их спутники) вращаются вокруг своей звезды (планеты)

ИМХО, вопрос несложный. Для начала посмотрите в Википедии определение, что есть планета.

[Munin]

Газ течёт по законам гидродинамики, иногда (в галактике часто) по законам магнитогидродинамики. Обычно это довольно долгое перемешивание (во время которого и момент импульса перетекает туда-сюда многократно), хотя в конечном счёте, оно сводится к начальным условиям.

Начальные условия для газа во Вселенной возникают из самого момента появления газа, который произошёл в начале Большого Взрыва, при окончании инфляции. В этот момент энергетически насыщенный вакуум распался в основное энергетическое состояние, создав из энергии все элементарные частицы. Какие у них были начальные скорости - определялось квантовыми флуктуациями этого процесса. То есть, по сути, получилась случайная функция с некоторым спектром, который сам по себе не случайный.

[Fafner]

мат-ламер в сообщении #675838 писал(а):

Fafner в сообщении #675799 писал(а):

и почему планеты (а так же их спутники) вращаются вокруг своей звезды (планеты)

ИМХО, вопрос несложный. Для начала посмотрите в Википедии определение, что есть планета.

Если честно, не догадался даже как то проверить определение планеты - спасибо, счас уже посмотрел :) Хорошо, получается планета вращается по определению - если б она не вращалась, тогда это не была б планета. Но с другой стороны - о причине вращения обьекта с названием "планета" ничего не сказано.

Munin в сообщении #675839 писал(а):

Газ течёт по законам гидродинамики, иногда (в галактике часто) по законам магнитогидродинамики. Обычно это довольно долгое перемешивание (во время которого и момент импульса перетекает туда-сюда многократно), хотя в конечном счёте, оно сводится к начальным условиям.

Начальные условия для газа во Вселенной возникают из самого момента появления газа, который произошёл в начале Большого Взрыва, при окончании инфляции. В этот момент энергетически насыщенный вакуум распался в основное энергетическое состояние, создав из энергии все элементарные частицы. Какие у них были начальные скорости - определялось квантовыми флуктуациями этого процесса. То есть, по сути, получилась случайная функция с некоторым спектром, который сам по себе не случаийный.

что понимается под спектром функции? набор констант (например маса электрона, постоянная Планка, средняя плотность вещества (или это вобще некоректна фраза в даном контексте?), скорость света), которые сформировались в период инфляци? (так можна говорить?)

[Munin]

Fafner в сообщении #675847 писал(а):

что понимается под спектром функции?

Разложение её по гармоникам, здесь - пространственным. Для случайной функции можно говорить, что такая-то гармоника имеет (в среднем) такую-то амплитуду, но случайную фазу. Чем длиннее волны, тем меньше амплитуда, например.

Набор констант, считается, сформировался до инфляции. В теории струн и струнного ландшафта - в эпоху компактификации, когда формировалось наше многообразие Калаби-Яу и создаваемая им физика - Стандартная Модель. В других теориях, считается, что вообще существует изначально. Но это всё гипотезы, а инфляция - это как минимум хорошо подтверждённая гипотеза.

[Fafner]

Munin в сообщении #675848 писал(а):

Fafner в сообщении #675847 писал(а):

что понимается под спектром функции?

Разложение её по гармоникам, здесь - пространственным. Для случайной функции можно говорить, что такая-то гармоника имеет (в среднем) такую-то амплитуду, но случайную фазу. Чем длиннее волны, тем меньше амплитуда, например.

Набор констант, считается, сформировался до инфляции. В теории струн и струнного ландшафта - в эпоху компактификации, когда формировалось наше многообразие Калаби-Яу и создаваемая им физика - Стандартная Модель. В других теориях, считается, что вообще существует изначально. Но это всё гипотезы, а инфляция - это как минимум хорошо подтверждённая гипотеза.

тоесть разложение ее в ряд Фурье? Если так, то там ведь бесконечное количество элементов ряда, тогда получается неслучайный спект с бесконечным количеством элементов? Что означает по пространственным гармоникам? Тоесть, что они не зависят от времени? (есть некая функция от 3 аргументов, которую разлагаем по этим 3 аргументам - которые есть координаты в постранстве?)
Согласно с Стандартной Моделью, набор всех констант сформировался в Планковскую эпоху, но причины почему он сформировался именно таким какой есть - неясны?
Почитал по Википедии о теории струн и струнном ландшафте - задумался, сколько надо еще разбиратся.

[Munin]

Fafner в сообщении #675859 писал(а):

Что означает по пространственным гармоникам? Тоесть, что они не зависят от времени?

Это означает, что мы берём только состояние на начальный момент, в нём нет переменной времени, а есть только пространственные переменные. Потом это всё начинает двигаться по законам механики, перемешиваться (на ранних этапах - с учётом взаимопревращений частиц), импульс и момент импульса при этом перемещаются в пространстве.

Fafner в сообщении #675859 писал(а):

тоесть разложение ее в ряд Фурье? Если так, то там ведь бесконечное количество элементов ряда, тогда получается неслучайный спект с бесконечным количеством элементов?

Почитайте, что такое преобразование Фурье - это штука более общая, чем ряд Фурье.

Fafner в сообщении #675859 писал(а):

Согласно с Стандартной Моделью, набор всех констант сформировался в Планковскую эпоху, но причины почему он сформировался именно таким какой есть - неясны?

Да.

Fafner в сообщении #675859 писал(а):

Почитал по Википедии о теории струн и струнном ландшафте - задумался, сколько надо еще разбиратся.

Почитайте хорошую книжку (для физиков - специалистов в других областях)
Окунь. Физика элементарных частиц.
Ещё популярные книжки, например, И. Д. Новикова "Куда течёт река времени?", "Как взорвалась Вселенная", "Эволюция Вселенной", Окуня "$\alpha\beta\gamma\ldots Z$ (Элементарное введение в физику элементарных частиц)", Мигдала "Квантовая физика для больших и маленьких".
По инфляции (это серьёзная книжка)
Долгов, Зельдович, Сажин. Космология ранней Вселенной.
По теории струн - это надо сначала на серьёзном уровне разобраться в КТП.

[Fafner]

Munin в сообщении #675839 писал(а):

Какие у них были начальные скорости - определялось квантовыми флуктуациями этого процесса. То есть, по сути, получилась случайная функция с некоторым спектром, который сам по себе не случайный.

скорости и представляют собою этот спектр?


Эти книги, которые вы порекомендовали, в 1 очередь "Физика элементарных частиц" Окуня, начну читать через неделю. Сопутствующий вопрос, СТО (самое основное, без углубление в электродинамику), лучше дальше читать по БКФ\Матвееву, или вы можете порекомендовать отдельную книгу? (время что б успеть прочитать отдельную книгу по СТО есть)

На счет разобратся серьезно в КТП как необходимое условие разобраться в теории струн - буду прилагать усилия, но что б говорить о тех вещех - надо понять элементарное :)

[Munin]

Fafner в сообщении #675896 писал(а):

скорости и представляют собою этот спектр?

В том числе и скорости.

[Fafner]

Munin в сообщении #675899 писал(а):

Fafner в сообщении #675896 писал(а):

скорости и представляют собою этот спектр?

В том числе и скорости.

тогда не совсем понимаю что еще?
как себе представлю ситуацию: рождаються частицы, они летят в разные стороны, поскольку частиц много - направления некоторых совпадают, иногда они оказываются рядом - групируются под действиями сил. Иногда такие групы частиц пролетают мимо других груп - они обьеденяются в бОльшие групи. Так как не всегда они летят примерно в одном направлении, то когда они встречают групу, что летит например в перпендикулярном направлении к их полету - они хотят обьеденится в групу и начинают вращатся вокруг единого "центра мас" (хотя думаю тут нельза сказать центр мас, посколькогравитация играет небольшую рольиз других взаимодействий). А это вращение - уже и есть вращение, есть момент импульса у груп частиц. Посколько они дальше летят куда то, но при этом и вращатся, то иногда ситуация будет повторятся и к ним будут присоединяться другие частицы, а в итоге получится большая масса газа, в которой образуется спиральная галактика, которая будет вращатся, а в ней звезды которые будут вращатся вокруг ее центра, а вокруг звезд - планеты, вокруг планет - спутники.

[Munin]

Fafner в сообщении #675928 писал(а):

как себе представлю ситуацию: рождаються частицы, они летят в разные стороны, поскольку частиц много - направления некоторых совпадают, иногда они оказываются рядом - групируются под действиями сил.

Не забывайте, что это газ. Частицы постоянно сталкиваются и обмениваются скоростями, так что устанавливается некое среднее движение среды в каждом малом объёме газа.

Кроме того, момент импульса не обязательно связан с вращением. Вы стоите на тротуаре, мимо вас едет автомобиль - он обладает относительно вас моментом импульса.

[Fafner]

Munin в сообщении #675943 писал(а):

Fafner в сообщении #675928 писал(а):

как себе представлю ситуацию: рождаються частицы, они летят в разные стороны, поскольку частиц много - направления некоторых совпадают, иногда они оказываются рядом - групируются под действиями сил.

Не забывайте, что это газ. Частицы постоянно сталкиваются и обмениваются скоростями, так что устанавливается некое среднее движение среды в каждом малом объёме газа.

Кроме того, момент импульса не обязательно связан с вращением. Вы стоите на тротуаре, мимо вас едет автомобиль - он обладает относительно вас моментом импульса.

Спасибо большое Вам за пояснения! Примерно начал понимать почему появился момент импульса у первоначальной массы газа. А о том, что момент импульса не обязательно связан с вращением, не подумал если честно. (надо будет еще почитать о нем)