Вопрос про гравитацию и силы инерции

[caxap]

Здравствуйте.

Прелюдия: (Поправьте, пожалуйста, если я ошибаюсь где-то)
Эйнштейн говорил, что силы инерции от гравитации отличить невозможно. Но гравитация осуществляется посредством обменом виртуальными гравитонами. Если я нахожусь в закрытом ящике, то не смогу отличить: то ли я на Земле, то ли я в космосе, но кто-то тянет меня вверх с ускореним $g$ (радиальную направленность сил тяжести в первом случае не учитываем, будем считать, что Планета создаёт "прямое" гравитационное поле). В первом случае, грубо говоря, каждая частица меня и Планеты излучает и поглощает гравитоны и таким образом происходит наше взаимодействие.

Вопрос:
откуда беруться гравитоны, если меня кто-то тянет вверх с ускорением?

Мои попытки разобраться:
Я читал, что силы инерции можно понимать как гравитацию со стороны всей остальной вселенной. Т.е. если движущийся с ускорением ящик (со мной внутри) принять за начало системы координат, то вселенная будет двигаться относитлельно ящика и гравитационно действовать на меня: меня прижмет к полу.
Но тут у меня в голове возникло противоречие: силы инерции возникают мгновенно, если кто-то дернет ящик, я это тут же почувствую. Теперь представим, что я нахожусь в пустой части вселенной и ближайшее от меня тело --- звезда в сотни световых лет от меня. Перейдем в систему отсчета, связанную с ящиком. И тут кто-то опять дергает ящик. Я должен ощутить силу и, согласно Эйнштейну, её можно описать как гравитацию со стороны вселенной. Но гравитационное воздействие даже от ближайшего тела будет идти сто лет. Т.е. получается, я должен почувстовать толчок только через сто лет. А если связать систему отсчета со звездой -- то силы инерции подействуют мгновенно. Противоречие. Помогите его разрешить, пожалуйста.

Как и раньше, я ОЧЕНЬ прошу отвечать только тех, кто знает и только в рамках официальной науки. (Извините, альтернативщики, что поместил это предложение в конце столь длинного сообщения )

[Joker_vD]

Ну, во-первых, гравитонов не бывает.

Цитата:

силы инерции возникают мгновенно, если кто-то дернет ящик, я это тут же почувствую

Нет. Вы это почувствуете, когда по веревке пройдет импульс от дергающего до ящика, пройти он быстрее, чем $c$ не сможет.

[Null]

Обычно скорость этого импульса равна скорости звука

[ИСН]

caxap, вдумайтесь в смысл понятия "отличить невозможно". У Вас есть счётчик гравитонов? Нет? Дак тогда какая Вам разница - это гравитация тянет или инерция?
По второму пункту, мне вообще не кажется, что надо лезть в этот подход - он интуитивной ясности не добавит, скорее наоборот - но если уж так, то извольте. Отложим гравитоны, возьмём фотоны. Я сижу в пространстве, на меня светят со всех сторон одинаковые (допустим) звёзды. Теперь хоп, я нажал педаль газа и полетел. ВНЕЗАПНО: с одной стороны звёзды покраснели, с другой посинели, ну, допплеровский эффект, все дела. Мгновенно, а ведь до них световые годы. Как они узнали?!

[caxap]

Joker_vD в сообщении #353451 писал(а):

Ну, во-первых, гравитонов не бывает.

Они есть в теории. Если их не нашли, это не значит, что их нет. Это гипотетический переносчик гравитационного взаимодействия (также как ЭМ взаимодествие передают фотоны, сильное --- глюоны и слабое -- какие-то бозоны).

Joker_vD в сообщении #353451 писал(а):

Нет. Вы это почувствуете, когда по веревке пройдет импульс от дергающего до ящика, пройти он быстрее, чем $c$ не сможет.

Ну это понятно. Не надо придираться к каждому слову. К Null то же относится. Ведь все же поняли, что я имел ввиду. Силы инерции я почувствую почти мгновенно, а если, следую Эйнштейну, рассматривать их как действие гравитации со стороны вселенной, то уже (по моей логике, как я писал) появится задержка, причём довольно ощутимая в свободной части вселенной.

ИСН в сообщении #353496 писал(а):

У Вас есть счётчик гравитонов? Нет? Дак тогда какая Вам разница - это гравитация тянет или инерция?

Вопрос принципа. Я не могу своими органами чувств фиксировать радиоизлучение, но это не значит, что его нет. Предположим счётчик гравитонов имеется. Но это не важно. Гипотетически гравитоны осуществляют гравитационное взаимодейтсвие. Инерция и гравитация -- две стороны однйо медали. Значит и силы инерции доллжны вызывать какие-то гравитоны. Только откуда они беруться?

ИСН в сообщении #353496 писал(а):

ВНЕЗАПНО: с одной стороны звёзды покраснели, с другой посинели, ну, допплеровский эффект, все дела.

Не понял прикола. Ну да, покраснели с одной стороны, посинели -- с другой. Но это же нам кажется просто так, мы отдаляемся от одних волн и приближаемя к другим. На самом деле волны как были, так и есть, с ними ничего не меняется. Эффект доплера описан в каждом учебники физики. Никаких противоречий нет.

Повторюсь: ОЧЕНЬ прошу отвечать только тех, кто ЗНАЕТ и только в рамках ОФИЦИАЛЬНОЙ науки.. И только по теме.

[Joker_vD]

Цитата:

Они есть в теории

Нету их в ОТО. Нету. В ОТО гравитонов нету. Нету гравитонов в ОТО.

Цитата:

Ведь все же поняли, что я имел ввиду. Силы инерции я почувствую почти мгновенно, а если, следую Эйнштейну, рассматривать их как действие гравитации со стороны вселенной, то уже (по моей логике, как я писал) появится задержка, причём довольно ощутимая в свободной части вселенной.

Нет, это вы не поняли. Глядите: вы сидите в ящике, ближайшее тело — в ста световых лет от вас. Тут вас кто-то дергает. Кто? Где он находится? Никак не ближе сотни световых лет, верно? Верно. Поэтому этот рывок вы почувствуете, только когда он до вас дойдет... а быстрее чем за сто лет он никак не дойдет, так-то.

[caxap]

Joker_vD в сообщении #353522 писал(а):

Нету их в ОТО. Нету. В ОТО гравитонов нету. Нету гравитонов в ОТО.

Википедия писал(а):

Согласно квантовой механике, гравитационное излучение должно быть составлено из квантов, названных гравитонами. ОТО предсказывает, что они будут безмассовыми частицами со спином, равным 2. Обнаружение отдельных гравитонов в экспериментах связано со значительными проблемами, так что существование квантов гравитационного поля до сих пор (2010 год) не показано.

Ну пусть даже Вика врет. Не в этом дело. И ОТО считается "официальной" наукой. И квантовые взаимодействия тоже "официальные". Мир, в конце концов, один. Должны же разные теории как-то связываться между собой.

Joker_vD в сообщении #353522 писал(а):

в ста световых лет от вас. Тут вас кто-то дергает. Кто? Где он находится?

Ну опять придирки к словам. Я мог конечно максимально вылизать первое сообщение, но оно получилось бы большим и со множеством деталей. Кому от этого лучше?
ОК. Заменяем "кого-то" на реактивный двигатель. Я в ракете.
----------

Хотя ладно. Забудьте. Тема закрыта. Оставим до лучших времен, может и сам разберусь...

[Joker_vD]

Цитата:

Должны же разные теории как-то связываться между собой.

Вот пока что связать ОТО и квантмех никому не удалось. Наличие гравитонов сильно ломает ОТО.

Цитата:

ОК. Заменяем "кого-то" на реактивный двигатель. Я в ракете.

Ну и? Рывок двигателя ракеты = притяжению к двигателю ракеты. В чем проблема-то?

[AD]

Перенёс в физику.

[Alex-Yu]

caxap в сообщении #353416 писал(а):

Здравствуйте.

Вопрос:
откуда беруться гравитоны, если меня кто-то тянет вверх с ускорением?

Вы слишком прямолинейно понимаете фразу "имеются гравитоны". На самом деле существуют преобразования при которых появляются или исчезают гравитоны, но физически при этом НИЧЕГО не меняется. Точно такая же ситуация в электродинамике (лучше о ней говорить, поскольку последовательной квантовой теории гравитации пока нет). Было какое-то ЭМ поле, описываемое потенциалами (векторным и скалярным). Причем здесь принципиально важно то, что квантовое описание возможно только на языке потенциалов, на языке напряженности поля оно вообще невозможно! Но потенциалы определены неоднозначно, можно перейти к другой калибровке и потенциалы станут другими (а физика остантся В ТОЧНОСТИ той же самой). Формально это возникновение или исчезновение фотонов. Физически ничего не изменилось а фотоны исчезли или появились! Правда это не совсем "настоящие" фотоны, вот в чем тонкость. Калибровочные степени свободы можно вообще не квантовать. Но есть формальный математический трюк, когда они всеже квантуются (так несколько удобнее для вычислений). В вашем случае ситуация аналогична, у вас появляются или исчезают гравитоны, соответсвующие нефизической (типа калибровочной) степени свободы. Это нефизические гравитоны!

-- Вс сен 19, 2010 01:55:51 --

И еще. Не надо так уж прямолинейно считать что ВСЕ взаимодействие это обмен виртуальными фотонами или гравитонами. Например кулоновское взаимодействие по существу (физически) не имеет отношения к фотонам. Это своего рода кинематическое (а не динамическое) взаимодействие. Оно не квантуется. Точнее проквантовать можно, но это математический трюк, не более того. Физически квантуются только динамические степени свободы. Рекомендую почитать В.Л.Гинзбурга "Теорфизика и астрофизика" (если не путаю название, но что-то так примерно).

[caxap]

Alex-Yu, я не очень понял (ваше сообщение слишком сложно для меня). Т. е. чтоли гравитоны (как переносчик грав. взаимодейтсвия) -- лишь трюк, математическая уловка и на самом деле их нет? Но если на самом деле нет никаких "посредников", то как вообще могут взаимодействовать два тела на расстоянии? С вирт. частицами всё просто объясняется -- грубо говоря, частица одного тела испустила переносчик, он долетел то частицы другого тела и поглатился ей. Произошло взаимодейтвие. А иначе как?

В первом сообщении, честно говоря, было два разных вопроса, которые слились вместе. Второй заключался с "задержкой" и гравитоны там вообще не приплетаются. Гравитационное взаимодействие не можето осуществлятьяс быстрее $c$, это факт. Но если принять принцип эквивалентности (инерции и гравитации) и поместить мою ракету в пустую часть вселенной, то появляется то противоречие, как я писал. (Может это противоречие легко разрешается, но я не могу понять его пока).

-- Сб сен 18, 2010 22:04:23 --

Alex-Yu в сообщении #353889 писал(а):

Не надо так уж прямолинейно считать что ВСЕ взаимодействие это обмен виртуальными фотонами или гравитонами.

В (правда старой, 80-е гг) книжке по элементарным частицам говорилось, что ВСЕ. ЭМ -- фотоны, слабое -- W,Z (вроде бы) бозоны, сильное -- глюоны, гравитационное -- гипотетические гравитоны.

-- Сб сен 18, 2010 22:07:35 --

Жаль сейчас не пишут таких простых и понятных книжек о сложном, но написанным так, чтобы понял средний старшеклассник. У меня есть "ТО для миллионов" Мартина Гарднера, "Элементарные частицы" Мякишева и др. Читаются как худлит. Но книги староватые и отстали от жизни. Я пробовал читать несколько современных книжек по современную физику. Если честно, ничего не понял. Может вы посоветуйте что-нибудь хорошее и понятное?

[Alex-Yu]

caxap в сообщении #353892 писал(а):

Alex-Yu, я не очень понял (ваше сообщение слишком сложно для меня). Т. е. чтоли гравитоны (как переносчик грав. взаимодейтсвия) -- лишь трюк, математическая уловка и на самом деле их нет?

Нет, не так. Поперечное поле (реальные ВОЛНЫ)это "железно" фотоны. А вот продольное поле (в частности кулоновское) это "формальные" фотоны. Которые могут исчезать или появляться просто при смене калибровки. Можно просто напросто описывать продолное поле (но не поперечное!) чисто классически.

-- Вс сен 19, 2010 02:15:48 --

caxap в сообщении #353892 писал(а):

Alex-Yu, я не очень понял (ваше сообщение слишком сложно для меня).

Жаль сейчас не пишут таких простых и понятных книжек о сложном, но написанным так, чтобы понял средний старшеклассник.

Вы хотите понять КТП (квантовая теория поля) на уровне старшекласника? Да не просто КТП а КТП со всеми ее тонкостями? Ничего себе желание! Не надо подходить вульгарно. Какое-то общее впечатление (с неизбежными противоречиями на этом уровне) получить так можно. Но чтобы действительно понять, убрать противоречия и т.п. надо очень много заниматься по серьезным университетским учебникам (по крайней мере).

-- Вс сен 19, 2010 02:32:00 --

Да, на счет чего почитать. Должен Вас разочаровать. Снпачала придется серьезно заняться математикой. Матанализом и линейной алгеброй по меньшей мере. Для начала рекомендую взять какой-нибудь (лучше старый) учебник для "технарей", например учебник Пискунова. Еще есть хорошая книжка Зельдовича по математике. для начинающих Не помню как называется... где-то в интернете она была. Паралельно надо читать вводный курс общей физики, рекомендую Берклеевский курс физики. Овладев этим, далее надо изучать теорфизику. Как самый-самый минимум в объеме "Краткого курса" Ландау и Лифшица (это укороченная версия десятитомника). Паралельно более обстоятельно заниматься математикой. И только потом уже что-нибудь по КТП. Впрочем, по ходу дела, можно пытаться читать "Кварки и лептоны" (или лептоны и кварки, не помню точно) Хелзена и Мартина. Совершенно классная книга, но боюсь так уж сразу она будет слишком трудной.

В общем-то все это можно осилить и самостоятельно, начиная еще в школе. Я, например, именно так (самостоятельно и уже в старших классах) и делал. Но что-то понимать начал совсем не сразу, года через 2-3 (это ХОТЬ ЧТО-ТО понимать, вполне понимать надо еще больше заниматься). Впрочем, может у Вас получится и быстрее. Но это надо "пахать по черному":-)

[caxap]

Alex-Yu в сообщении #353896 писал(а):

А вот продольное поле (в частности кулоновское) это "формальные" фотоны.

caxap в сообщении #353892 писал(а):

С вирт. частицами всё просто объясняется (....) Произошло взаимодейтвие. А иначе как?

----------

Alex-Yu в сообщении #353896 писал(а):

Вы хотите понять КТП (квантовая теория поля) на уровне старшекласника? Да не просто КТП а КТП со всеми ее тонкостями? Ничего себе желание! Не надо подходить вульгарно. Какое-то общее впечатление (с неизбежными противоречиями на этом уровне) получить так можно. Но чтобы действительно понять, убрать противоречия и т.п. надо очень много заниматься по серьезным университетским учебникам (по крайней мере).

Когда я пытаюсь читать университетсике (не научпоп) книги по квантовой механике и др. со всем этим мат. аппаратом, всеми этими моделями (а соверменная физика в это углубляется всё сильнее: теория Групп, группы Ли,...), то за этим я не вижу физики. Игра значками, решение математической задачки, не более. Никто не пишит о связи этих математических теорий с реальностью: они предсказывают опыты, ну и хорошо. Интересно, что хоть физик Р. Фейнман был сторонником подхода, что физика -- это всего лишь предсказатель опытов, но его ФЛФ выглядят иначе. Он с минимумом формул объясняет всю физику, "на пальцах". Я уверен: ВСЁ, что придумано человеком, можно объяснить "на пальцах". В конце концов, люди -- не суперсущества, в мозгах-то простые идеи. Просто в большом количестве и в сочетании со сложным матаппаратом получается сложная книженция по КМ с кучей непонятных буковок. Если брать того же Фейнмана, то он сумел основы сложнейшей КЭД обяъснить в нескольких лекциях, почти без единой формулы. Ты конечно не узнаешь всех деталей, но суть теории уловить можно. Или взять Б. Грина с его "Элегеантной вселенной". Сложная теория -- теория струн, а описана тоже без единой формулы, на пальцах (наверное этол единственная понятная современная научпоп книга, что я читал). Ту же ОТО можно обяснить со сложной математикой, тензорами и пр., а можно сказать на нескольких страничках всю суть этих математических махинаций (хороший пример -- "ТО для миллионов" Гарднера). Гарднер и Фенйман вообще молодцы в области объяснить сложное простым языком. Вот это -- действительно настоящее понимание, и настоящий талант -- если можешь абстрагироваться от математики и несущественных деталей.

Сорри, что длинно написал. Сам не люблю читать такие собщения. Но сокращать неохота :)

-- Сб сен 18, 2010 22:52:59 --

Это я к чему вообще: я не собираюсь становится физиком. Мне просто хочется знать, как природа "работает". Неужели для этого нельзя обойтись без изучения всех деталей (которые, по-моему, бОльшую часть любой теории и занимают)?

[Утундрий]

caxap в сообщении #353903 писал(а):

Мне просто хочется знать, как природа "работает". Неужели для этого нельзя обойтись без изучения всех деталей?

Нельзя.

[Alex-Yu]

caxap писал(а):

в Когда я пытаюсь читать университетсике (не научпоп) книги по квантовой механике и др. со всем этим мат. аппаратом, всеми этими моделями (а соверменная физика в это углубляется всё сильнее: теория Групп, группы Ли,...), то за этим я не вижу физики. Игра значками, решение математической задачки, не более.

Ничего не поделать, природа разговаривает языком математики. Вы просто не знаете этого языка потому и не видите за этим физики. Надо ясно понимать, что то, что написано в популярной литературе (а также в школьных учебниках), это не физика, это "физические сказки". Чем-то слегка эти сказки похожи на настоящую физику. Но лишь слегка похожи. Дело даже не только в языке. Чтобы реально ПОНИМАТЬ это все, надо иметь в голове некие образы (которые кроме как на математическом языке вообще НИКАК не описать). Ну нет в нормальном человеческом языке слов для описания этих образов! И вообще необходимо изменить стиль мышления, в рамках "бытового" стиля мышления ничего не получится. Одно из двух: или развивать свои мозги, тогда станет понятно. Или не развивать, оставаться на детском уровне.

Цитата:

Никто не пишит о связи этих математических теорий с реальностью: они предсказывают опыты, ну и хорошо. Интересно, что хоть физик Р. Фейнман был сторонником подхода, что физика -- это всего лишь предсказатель опытов, но его ФЛФ выглядят иначе. Он с минимумом формул объясняет всю физику, "на пальцах".

У Фейнмана есть разные книги. Там, где "на пальцах", это не физика, это физические сказки.
Ничего на самом деле в таких книгах не понятно, это иллюзия понимания. Пример мы как раз здесь имели. Вот Вам как бы понятно, что взаимодействие передается промежуточными частицами. Но это вообще не верно, если представлять себе эти частицы "в школьном духе"! Здесь слово "частица" означает совсем не то же самое, что ЭТО ЖЕ слово означает в школьном курсе физики! И как Вам объяснять этот другой СМЫСЛ этого слова если у Вас в голове нет соответствующих образов? В рамки "бытовых" образов это все вообще не помещается. Всеже наш быт это очень маленькая и очень специальная часть Вселенной. А кроме этого во Вселенной есть
еще очень и очень много ДРУГОГО, ну ни сколечки не похожего на бытовые вещи. В бытовом языке для этого другого просто нет слов.

Цитата:

Я уверен: ВСЁ, что придумано человеком, можно объяснить "на пальцах". В конце концов, люди -- не суперсущества, в мозгах-то простые идеи.

Идеи действительно простые. Но для понимания этих идей нужен другой, не детский стиль мышления. Не в формулах дело! Я вон без формул (вообще!) написал, а Вам не монятно:-) Нужны определенные умственные образы. Кроме как математически поместить их в голову невозможно никак.