Обсуждение:Гравитация/Архив/1

Gravity Probe B

Предлагаю /пока/ убрать ссылку на Gravity Probe с "тонких эффектов гравитации", поскольку официальные результаты не опубликованы.

Но аппарат-то летал :-) Почему убрать? Эксперимент тесно связан с топиком.--Nxx 01:18, 4 марта 2006 (UTC)

Аппарат летал, несомненно.

Но следующий параграф: <<Из-за их слабости в окрестностях Земли, долгое время экспериментальная проверка их наличия не представлялась возможной. В 2005 году автоматический аппарат НАСА Gravity Probe B провёл измерение гравитомагнитного поля Земли и вращательного фреймдраггинга (также называемого эффектом Лензе-Тирринга). Наличие таких компонент показывает, что...>>

намекает на то, что Gravity Probe B експериментально доказал наличие компонент. Что не имеет место, пока результаты не опубликованы.

Т.е. если ссылку на Gravity Probe B оставить, то соответствовать истине будет "летал" + "ждутся результаты". А наличие компонент пока следует только из теории - непроверено на практике.

Короче, неплохо бы переформулировать.

Ок. Просто напишу, что результаты пока не опубликованы.--Nxx 01:45, 4 марта 2006 (UTC)

Народ, а результаты по спутнику уже опубликованы - и хорошо бы их сюда внести + ссылку. Я не специалист и статью такого типа править не берусь...

Вот ссылка о публикации результатов http://www.membrana.ru/articles/global/2007/04/17/182200.html --Nick222 22:37, 16 июня 2007 (UTC)

Но, как и сказано в статье, окончательных результатов пока нет. Так что всё пока правильно. --Melirius 07:41, 17 июня 2007 (UTC)

ИМХО, если Википедия будет игнорировать предварительные результаты и текущие обсуждения - в том числе то, что пишут в научпопе - то она никому будет не нужна, т.к. её главные преимущества - полнота и оперативность. Почему бы не написать: спутник слетал, предварительные результаты там-то (или - авторы утверждают то-то, но это ещё не подтверждено независимой проверкой), окончательные будут тогда-то и дать пару ссылок - на первоисточник и на российский текст? В погоне за несуществующей "объективностью" Википедия становится собранием общеизвестных и очевидных (т.е. никому не нужных) фактов... --Nick222 13:37, 17 июня 2007 (UTC)

Никто не возражает. НО! Предварительные результаты описаны по крайней мере в двух статьях: Gravity Probe B и Гравимагнетизм. Зачем их пихать ещё и сюда? --Melirius 05:56, 18 июня 2007 (UTC)

Ну хотя бы связи между статьями должны быть - чтобы не потерять нить переходов. Я что-то не заметил ссылки на Гравимагнетизм в этой статье... --Nick222 07:07, 18 июня 2007 (UTC)

Это как нет :)! Читаем в том же параграфе:

Среди них, в частности, можно назвать увлечение инерциальных систем отсчета (или эффект Лензе-Тирринга) и гравитомагнитное поле.

Из гравитомагнитного поля ссылка идёт на Гравимагнетизм, а куда ж ещё :). --Melirius 19:49, 19 июня 2007 (UTC)

Другое

Ok спасибо что приняли во внимание. Не хочу быть занудой, но еще одну рекомендацию: фраза "Наличие таких компонент показывает, что гравитация - гораздо более сложная сила, чем электромагнетизм, и освоение возможностей управления гравитацией сулит гораздо большие перспективы" как-то непонятна. Тем более "управление гравитацией" на данном етапе не предвидится даже теоретически.

Что непонятно и что вы предлагаете для облегчения понимания?--Nxx 01:54, 4 марта 2006 (UTC)

Я исправил, как мог. Убрал также ссылку на сверхтекучести, поскольку достоверные сведения на связи сверхтекучести с гравитацией нет.

Какой-то особой связи и нету. Дело же не в этом.--Nxx 01:04, 5 марта 2006 (UTC)

И добавил ссылку на гравитационные волны, как один из пока незарегистрированных "слабых еффектов" ОТО.

Про это уже было.--Nxx 01:04, 5 марта 2006 (UTC)

Улучшение стиля заметки

Гравитация --- это более сложная ``стихия, чем электромагнетизм

Стихия - ненаучно. Сила, или взаимодействие - научно.--Nxx 01:04, 5 марта 2006 (UTC)

Хорошо бы двинуть отрезок про ОТО наверх, перед "Сильными взамодействиями" и а то её упоминание ни стого не сего там появляется--84.142.146.166 21:28, 29 апреля 2007 (UTC)

Закомментированые утверждения

1. «…Одним из важных предсказаний квантовой гравитации является гравитационное излучение, наличие которого до сих пор не потверждено экспериментально.…» Гравитационное излучение — один из эффектов ОТО, т.е. вполне классическое, а не квантовое явление. Другой вопрос, что гравитационное излучение надо бы рассмотреть в тонких эффектах.

   Ок--Nxx 12:26, 4 апреля 2006 (UTC)

2. «…Наличие таких [гравитомагнитных] компонент в теории означает, что гравитация может оказаться гораздо более сложным взаимодействием, чем электромагнетизм, и освоение возможностей управления гравитацией сулит гораздо большие перспективы.…» Опять таки, наличие этих компонент не выходит за рамки ОТО. Да, ОТО гораздо более сложная теория, чем электромагнетизм. Но это давно известная теория. Так что, про «освоение возможностей управления гравитацией» в результате этих экспериментов говорить пока рано.

   Не понятно, к чему претензии.--Nxx 12:26, 4 апреля 2006 (UTC)

   Какие конкретно «возможности по управлению гравитацией» предоставляет подтверждение ОТО? Перечислите их, тогда эту фразу можно будет оставить. --Begemotv2718 08:48, 16 апреля 2006 (UTC)

   А где здесь конкретно сказано, что проверка ОТО предоставляет какие-то возможности по управлению гравитацией?--Nxx 14:20, 16 апреля 2006 (UTC)

3. Что касается сверхтекучести и гравитации, то это очень отдельная история, и о ней надо либо писать подробно, либо ничего не писать. Во всяком случае, фраза была весьма некорректной.--Begemotv2718 04:34, 5 марта 2006 (UTC)

   Опять непонятно, к чему претензии.--Nxx 12:26, 4 апреля 2006 (UTC)

   Хорошо, оставляйте про сверхтекучесть, но объясните: а) какое отношение сверхтекучесть имеет к недиагональным компонентам метрического тензора б) какое отношение сверхтекучесть вообще имеет к гравитации. Если вы этого не понимаете, то зачем тогда это писать? --Begemotv2718 08:48, 16 апреля 2006 (UTC)

Сверхтекучесть имеет следующие отношения к гравитации, по крайней мере, третий пункт имеет непосредственное отношение к недиагональным компонентам:

1. Создание чувствительных приборов, для измерения гравитационных полей, в том числе, гироскопов, использующих сверхтекучесть. Такие гироскопы были, в частности, использованы на Gravity Probe B.

2. Аномальные моменты, связанные с консервацией и квантованием момента импульса в сверхитекучей среде, исчезновение наблюдаемого момента инерции.

3. В будущем возможно создание источников гравитомагнитного поля на основе сверхтекучих материалов, например, катушек с сердечником по аналогии с электромагнитом. Правда, нужно подобрать хороший материал для сердечника, чтобы эффект многократно усиливался. Соединив тороидальные катушки в трубку, можно создать фреймдраггинговый ускоритель, который позволит разгонять тела без перегрузок.

4. Сверхтекучесть в сверхплотных астрофизических объектах, например, в нейтронных звёздах.--Nxx 14:20, 16 апреля 2006 (UTC)

Я слышал несколько другую историю, про взаимоотношение сверхтекучести и гравитации: а именно, про моделирование эффектов ОТО в сверхтекучем гелии. При этом поле скоростей сверхтекучей компоненты может, в каком то смысле, играть роль гравитационного поля для нормальной компоненты. В частности, черные дыры можно моделировать как сверхзвуковое течение сверхтекучей компоненты (квазичастицы в гелии распространяются не быстрее скорости звука, поэтому не могут покинуть такую «черную дыру»). Это, в общем, никак не связано с тем что говорите вы, так что, мне кажется, фразу не мешало бы немного конкретизировать. Про возможность управления гравитацией можно написать здесь же (хотя звучит немного научно-фантастически). --Begemotv2718 14:50, 16 апреля 2006 (UTC)

Спасибо. Я об этом не знал. Получается, что сверхтекучесть и гравитация связаны даже глубже, чем я думал.--Nxx 14:57, 16 апреля 2006 (UTC)

Еще кое-что

«Гравитационное взаимодействие потенциально.» Что, вообще потенциально? Даже в ОТО? Напишите, пожалуйста, потенциал для недиагональных компонент метрического тензора.--Begemotv2718 08:51, 16 апреля 2006 (UTC)

«Гравитационное излучение является квадрупольным, то есть, убывает пропорционально четвёртой степени расстояния от источника.» Извините, но это просто бред. --Begemotv2718 09:01, 16 апреля 2006 (UTC)

Не бред, а факт.--Nxx 09:23, 16 апреля 2006 (UTC)

Ссылку, плиз. Пока откатываю. Я вам приведу свою: Ландау, Лифшиц. Теоретическая физика. Том 2. Формула (110,11). Опровергните, или не возникайте.--Begemotv2718 09:39, 16 апреля 2006 (UTC)

Что именно вы оспариваете? Что гравитационное излучение является квадрупольным? Или что квадрупольное излучение убывает согласно четвёртой степени расстояния? У меня нет Л&Л, поэтому приведите, пожалуйста, формулу, о которой говорите. --Nxx 09:43, 16 апреля 2006 (UTC)

То, что гравитационное излучение является квадрупольным я не оспариваю — это правда. А вот то, что оно убывает пропорционально четвертой степени расстояния от источника — бред собачий. --Begemotv2718 09:47, 16 апреля 2006 (UTC)

Формулу привести нетрудно: Плотность потока энергии в направлении оси x¹

${\frac {\gamma }{36\pi c^{5}R^{2}}}\left[\left({\frac {d^{3}D_{22}/dt^{3}-d^{3}D_{33}/dt^{3}}{2}}+d^{3}D_{23}/dt^{3}\right)\right].$

R—расстояние до источника, $D_{ij}$ — тензор квадрупольного момента--Begemotv2718 09:55, 16 апреля 2006 (UTC)

Спасибо за формулу. Сейчас будем разбираться. Кстати, обратите внимание на статью Гравитационная волна там тоже говорится, что амплитуда гравитационных волн быстро падает с расстоянием.--Nxx 10:04, 16 апреля 2006 (UTC)

Всё, я понял в чём дело. Ваша формула даёт плотность потока энергии через плоскость, находящуюся на расстоянии R от источника. Я же говорю об амплитуде волны в точке. Амплитуда гравитационной волны падает пропорционально четвёртой степени расстояния от источника.--Nxx 10:11, 16 апреля 2006 (UTC)

Уточните, что вы понимаете под амплитудой волны в точке. Амплитуду поправки к метрическому тензору? Амплитуду деформации гравитационной антенны? --Begemotv2718 10:16, 16 апреля 2006 (UTC)

Видите ли Nxx, ваше утверждение насчет спадания с четвертой степенью расстояния нарушает закон сохранения энергии. Поскольку интеграл от плотности потока по удаленной сфере в таком случае спадает как 2-я степень ее радиуса. Так что извольте исправиться.--Begemotv2718 10:13, 16 апреля 2006 (UTC)

Встречный вопрос: имеются два близко расположенных источника любых волн в противофазе. Волны интерферируют и их амплитуда быстро падает с расстоянием. Вопрос: куда девается энергия?--Nxx 10:29, 16 апреля 2006 (UTC)

На больших расстояниях источники в противофазе выглядят как система с бо́льшим мультипольным моментом. Плотность потока энергии всегда спадает как 1/r².--Begemotv2718 10:38, 16 апреля 2006 (UTC)

Отлично. Но амплитуда-то падает пропорционально 4-й степени!--Nxx 10:41, 16 апреля 2006 (UTC)

Если вы объясните, что понимаете под амплитудой, я соглашусь.--Begemotv2718 10:42, 16 апреля 2006 (UTC)

Амплитуда волн. Я уже сказал, что волны могут быть любой природы. Амплитуда h гравитационной волны равна $\ h=2\delta l/l$,

где $\delta l$ - изменение расстояния между двумя телами, находящимися на расстоянии l--Nxx 10:46, 16 апреля 2006 (UTC)

Это неправда, даже для излучения электрического квадруполя. Амплитуда полей в волне для электрического квадруполя спадает как 1/R, что очевидно, хотя бы из тех простых соображений, что интенсивность спадает как 1/R², волна на больших расстояниях почти плоская, а вектор Пойнтинга есть ${\vec {E}}\times {\vec {H}}$. Пожалуйста, не путайте поле статического заряда, которое для квадруполя спадает действительно гораздо быстрее, и поле излучения.--Begemotv2718 11:09, 16 апреля 2006 (UTC)

То есть, по-вашему, интерференция волн в противофазе не только не уменьшает амплитуду, а увеличивает её?--Nxx 11:18, 16 апреля 2006 (UTC)

Мощность излучения заметно падает из-за усложнения диаграмы направлености. Малым параметром может также оказаться отношение размеров системы к $c/\omega$. Если же этот параметр не мал, то в некоторых направлениях интенсивность не падает. --Begemotv2718 11:26, 16 апреля 2006 (UTC)

Кстати, для нерелятивистских систем, отношение размеров системы к $c/\omega$ всегда малый параметр. Именно он кстати, будет стоять в знаменателе выражения для интенсивности вместо степеней r. --Begemotv2718 11:30, 16 апреля 2006 (UTC)

Дистанция между источниками постоянна и много меньше длины волны. Источники в противофазе. Как насчёт зависимости амплитуды от расстояния?--Nxx 11:38, 16 апреля 2006 (UTC)

Амплитуда умножится на отношение расстояния к длине волны. Физика всего этого очень простая: на расстояниях меньше длины волны можно приближенно считать источники движущимися квазистационарно, поэтому поля спадают с расстоянием как поля соответствующего мультиполя. На расстояниях много больше длины волны, волна распространяется совершенно независимо от источника. Интенсивность любой сферической волны спадает пропорционально квадрату расстояния, поля в ней спадают пропорционально расстоянию.--Begemotv2718 11:52, 16 апреля 2006 (UTC)

Моё утверждение: если два источника одинаковой частоты в противофазе находятся близко друг от друга, то их результирующее излучение (результат интерференции) будет спадать очень быстро, так, что на некотором расстоянии их уже нельзя будет вообще заметить. Я не прав?--Nxx 11:57, 16 апреля 2006 (UTC)

Неправы. Всегда будет существовать плоскость или направление, в которой излучение в нуль не суммируется. Из-за дифракции, излучение будет также исходить из направлений, близких к данному, характерный угол излучения —какое-либо расстояние между зарядами к длине волны. --Begemotv2718 12:07, 16 апреля 2006 (UTC)

Ещё раз: расстояние между источниками много меньше длины волны. Каким образом сделать так, чтобы в какой-то точке фазы волн совпали?--Nxx 12:14, 16 апреля 2006 (UTC)

Как вы понимаете отношение $d/\lambda$ (d -расстояние между источниками) в этом случае много меньше единицы. Так что интенсивность малой и получается. «Усё согласно прейскуранту».--Begemotv2718 12:22, 16 апреля 2006 (UTC)

То есть, вы хотите сказать, что в направлении оси системы амплитуда вообще не будет убывать?--Nxx 12:30, 16 апреля 2006 (UTC)

В данном случае будет. Но как степень $d/\lambda$, а не как степень $d/R$, как полагаете вы. --Begemotv2718 12:34, 16 апреля 2006 (UTC)

Что за бред? d и $\lambda$ - постоянные. Вы хотите сказать, что амплитуда не буде зависеть от расстояния до источников?--Nxx 12:53, 16 апреля 2006 (UTC)

Будет. Как 1/R. Разумеется, при $R\gg \lambda \gg d$ Вне волновой зоны, при $R<\lambda$ вы вполне правы. --Begemotv2718 13:11, 16 апреля 2006 (UTC)

Значит, вдоль оси у нас 1/R, а в экваториальной плоскости - 1/R^2, так?--Nxx 13:23, 16 апреля 2006 (UTC)

Если источники строго в противофазе, то похоже, что да. Только внимательно следите, чтобы и квадрупольный момент в ноль не обратился. А то вы мне сейчас скажете, что интенсивность дипольного излучения в этом направлении равна 0, что может случится если определенным образом ориентировать диполи по отношению к оси. --Begemotv2718 13:43, 16 апреля 2006 (UTC)

ОК. Понял, что вы понимаете под амплитудой результат измерения гравитационным детектором. Может быть вы и правы для этого случая, но пожалуйста, приведите ссылку, где утверждается, что это спадает как 1/R⁴, в противном случае я имею основания вам не верить.--Begemotv2718 11:26, 16 апреля 2006 (UTC)

Постойте. А что вы понимаете под амплитудой?--Nxx 11:34, 16 апреля 2006 (UTC)

Ну, например, амплитуду поправки к метрическому тензору. Она спадает как 1/R. Очевидно, что все ее производные по времени тоже спадают как 1/R. Выражения для поправки к метрическому тензору такие:

$h_{23}={\frac {-2\gamma }{c^{4}R}}d^{2}D_{23}/dt^{2};h_{22}-h_{33}={\frac {-2\gamma }{3c^{4}R}}\left(\right)d^{2}D_{22}/dt^{2}-d^{2}D_{33}/dt^{2}$.(Ландавшиц, (110,9))

Подозреваю, что вы не правы, и амплитуда взаимного смещения двух грузов будет вести себя как 1/R.--Begemotv2718 11:46, 16 апреля 2006 (UTC)

Может быть, расскажете, как это согласуется с законом сохранения энергии? Почему не делают замечательных квадрупольных радиопередатчиков, амплитуда излучения которых спадает как 1/R?--Nxx 12:01, 16 апреля 2006 (UTC)

Потому, что амплитуда излучения дипольных передатчиков тоже спадает как 1/R, а излучают они лучше. С законом сохранения энергии все согласуется, т.к. интенсивность спадает как 1/R² --Begemotv2718 12:16, 16 апреля 2006 (UTC)

Так. Давайте разберёмся. Одномерная волна - амплитуда не зависит от R. Двумерная волна - амплитуда спадает как 1/R, трёхмерная волна - амплитуда спадает как 1/R^2. Энергия волны пропорциональна квадрату амплитуды. Что не так?--Nxx 12:27, 16 апреля 2006 (UTC)

Вы, эта уравнение Гельмгольца, пожалуйста, в сферической и цилиндрической системе координат выпишите. Или у вас тоже книжки нет? --Begemotv2718 13:11, 16 апреля 2006 (UTC)

Двумерная волна: амплитуда спадает как $1/{\sqrt {R}}$. Трехмерная волна: амплитуда спадает как 1/R, что здесь может быть непонятного? Интенсивность, действительно, спадает как 1/R².--Begemotv2718 12:38, 16 апреля 2006 (UTC)

Как решить спор?

Просто: пойти почитать по теме, дать ссылку на источник, перефразировать узнанное без искажения смысла. Ramir 10:52, 16 апреля 2006 (UTC)

Итоговые тезисы.

Пример - источник гравволн - гантеля.

1. Первый случай - гантеля не вращается. Длина гантели меняется (то длинее, то короче).

• Вдоль оси симметрии гантели - гравитационых волн нет.
• В экваториальной плоскости гантели - энергия волн падает как 1/R^4, амплитуда - как 1/R^2

2. Гантеля вращается вокруг оси, перпендикулярной оси симметрии гантели (или две планеты вокруг друг друга)

• Вдоль оси вращения гантели - энергия волн падает как 1/R^2, амплитуда - как 1/R
• В плоскости вращения - энергия волн падает как 1/R^4, амплитуда - как 1/R^2

Так?--Nxx 13:51, 16 апреля 2006 (UTC)

Согласен. (1), между прочим, пример дипольного излучения, которого и не должно быть. --Begemotv2718 13:57, 16 апреля 2006 (UTC)

То есть, во всех направлениях не должно быть? Английская Википедия с вами не согласна. Да и здрравый смысл подсказывает, что в случаях 1б и 2б излучение должно быть одинаковым.--Nxx 14:02, 16 апреля 2006 (UTC)

Дело в том, что то, что спадает на бесконечности быстрее, чем 1/R нельзя, строго говоря, назвать волной, т.к. оно не удовлетворяет волновому уравнению. Поток энергии, опять таки, спадает с расстоянием. --Begemotv2718 14:12, 16 апреля 2006 (UTC)

А вот английская Википедия утверждает, что в случае (1) мы имеем квадрупольный момент. Врёт?--Nxx 14:33, 16 апреля 2006 (UTC)

Посмотрел вашу правку, более менее согласен с ней. Хотелось бы еще добавить про обнаружение косвенных эффектов гравитационного излучения в двойной системе пульсаров. Все же хоть какие экспериментальные факты уже есть.--Begemotv2718 14:27, 16 апреля 2006 (UTC)

Ну добавьте. Советую также обратить внимание на статью Гравитационное излучение. Кстати, я ответил на ваши вопросы выше.--Nxx 14:33, 16 апреля 2006 (UTC)