Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Обсуждение книги «Осциллирующая Вселенная»  (Прочитано 14258 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ulitkanasklone

  • *****
  • Сообщений: 8 645
  • Благодарностей: 280
  • тихо,тихо ползи улитка по склону Фудзи..
    • Сообщения от ulitkanasklone
    • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТО, СТАТЬИ И НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ
Теперь открываем главу 10 «Гравитационное излучение» (стр. 270), где изучаются НЕ статические метрики в приближении слабого поля. Поэтому компоненты метрического тензора ЗАВИСЯТ от времени и дифференцируются как по времени, так и про пространству (см. 10.1.10). Именно это НЕстационарное уравнение лежит в основе нашей работы с Васильковым 2016 года. Оно дает решение - запаздывающий потенциал 10.1.11, который ЗАВИСИТ от времени и дает переменную массу. Кого-то это удивляет? И повторение мантры о стационарной массе Шварцшильда никак не отменяет того факта, что в НАШЕМ случае решается НЕстационарная задача.
Так мы с вами говорим о разных задачах. В параграфе 10 не про сферически симметричный коллапс. В этом случае нет гравитационных волн. Там потом вычисляется квадрупольное гравитационное излучение.
В случае коллапса у нас одно массивное тело, частицы которого падают без излучения и без давления.
А в 10-м подразумевается, что тело не одно, поэтому там и нестатическое решение, что и понятно.

Вот здесь мы выписывали основные  формулы
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,140898.msg3914636.html#msg3914636

\[ -\frac{dE}{dt}=\frac{32G^4m_1^2m_2^2(m_1+m_2)}{5c^5r^3} \quad(5.52) \]

Массы вон стоят взаимодействующих тел.
« Последнее редактирование: 20 Мар 2023 [13:20:22] от ulitkanasklone »
Мне нравится этот форум
моя страница:
http://антониум.рф/ОТО/GT.html

Оффлайн ilo2

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 39
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от ilo2
В случае коллапса у нас одно массивное тело, частицы которого падают без излучения и без давления.

Все-таки не одно массивное тело, а облако частиц. И при рассмотрении задачи о сферически симметричном коллапсе предполагается, что если изначально облако сферически симметрично, то система будет сохранять эту симметрию. А Николай утверждает, что начиная с некоторого радиуса такое решение оказывается неустойчивым: если некоторые частицы чуть-чуть отстанут (или убегут вперед, или отклонятся в сторону), то это возмущение будет расти, что неизбежно приведет к гравитационному излучению, которое с некоторого радиуса начнет доминировать. В результате уменьшение гравитационной массы из-за излучения гравволн предотвращает образование сингулярности.

Если бы простейшие решения работали бы где-то, кроме задач из учебника, то термоядерные реакторы уже давно были бы повседневной реальностью. Но природа устроена сложнее. Более того, сложнее устроена математика -- простые уравнения могут иметь очень сложные решения. Плазма термоядерного реактора описывается классической электродинамикой, там не нужна никакая новая физика, но вот устойчивой конфигурации не получается.

Оффлайн kryptonik

  • *****
  • Сообщений: 26 252
  • Благодарностей: 2008
    • Сообщения от kryptonik
это возмущение будет расти, что неизбежно приведет к гравитационному излучению, которое с некоторого радиуса начнет доминировать. В результате уменьшение гравитационной массы из-за излучения гравволн предотвращает образование сингулярности.
Как-то слишком хитро. Допустим у нас имеется чистое железо. Сколько-то считанных атомов. Излучается мощная гравитационная волна, уносит массу. Что мы имеем на выходе: атомы похудеют или их число уменьшится?

Оффлайн ilo2

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 39
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от ilo2
Как-то слишком хитро. Допустим у нас имеется чистое железо. Сколько-то считанных атомов. Излучается мощная гравитационная волна, уносит массу. Что мы имеем на выходе: атомы похудеют или их число уменьшится?

Ну это вообще не проблема. Даже при аккреции газа на нейтронную звезду, без каких бы то ни было горизонтов событий, прекрасно излучается ~ 0.1 mc2 в виде электромагнитного излучения и нейтрино. При этом количество барионов сохраняется, а источником энергии является гравитационное поле.

Оффлайн kryptonik

  • *****
  • Сообщений: 26 252
  • Благодарностей: 2008
    • Сообщения от kryptonik
Вопрос был сформулирован иначе: что конкретно произойдет с железом? За счет чего его масса уменьшится? Почему оно станет обладать меньшей гравитацией? Была критическая масса, достаточная для коллапса, а стала некритической.

Оффлайн ilo2

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 39
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от ilo2
Вопрос был сформулирован иначе: что конкретно произойдет с железом? За счет чего его масса уменьшится? Почему оно станет обладать меньшей гравитацией? Была критическая масса, достаточная для коллапса, а стала некритической.

Масса (= энергия/с2) уменьшится за счет того, что оно окажется в гравитационной потенциальной яме.  И о какой критической массе речь?  Облако пыли (без давления) коллапсирует при любой (сколь угодно малой) массе.

Оффлайн Ник ГорькавыйАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 210
  • Благодарностей: 15
    • Сообщения от Ник Горькавый
To: VladTK

«Я не сомневаюсь в компетентности и большом труде, выполненном специалистами NANOGrav. Но вопрос крайне не простой, а видимые проявления различных причин здесь могут быть слишком похожи чтобы найти истинную. Мне кажется здесь не следует торопиться с выводами».

НГ: Как теоретики воспринимают свежий, сенсационный результат наблюдателей – это их сугубо личное (и очень непростое!) решение. Можно, не торопиться с выводами, но тогда точно найдутся те теоретики, которые поторопятся с объяснением, окажутся правы – и войдут в историю. Для меня важным доводом в пользу свежих наблюдений является соответствие моим представлениями и моделям.

«Процесс образования горизонта, согласно существующим представлениям в ОТО, предваряет появление за ним сингулярности (за время порядка rg/c, где rg - гравитационный радиус системы). Т.е. фактически мы тут имеем своеобразный фазовый переход в пространстве-времени от состояния без сингулярностей к состоянию с сингулярностями.»

НГ: Если рассмотреть удар мяча об стенку, без учета упругости мяча, то получим сингулярное решение, физическая ценность которого будет нулевой. Примерно такая же ситуация с «обещанной» при коллапсе сингулярностью. Она появляется только из-за неполноты физического рассмотрения.

«Это лучше сделать самостоятельно чтобы убедиться в жизнеспособности концепции».

НГ: в книге выписан целый список задач, которые надо решить, в том числе и эта. Но будут этим заниматься (если захотят) уже другие.

«Моя формула более общая именно в смысле разложения произвольной (а не только экспоненциальной) функции в ряд Тейлора по степеням t−r/c.  И тут многое что может принципиально поменяться. Кстати, в случае излучения гравитационных волн двойной системой разложение в ряд начинается не с линейного члена а, по моему, толи с 4-го, толи с 5-го.»

НГ: Ничего не меняется. Член с гипер/антигравитацией и экспонентой был (alfa/c)*M(t), а с линейным членом станет (alfa/c)*M_0*t. Гипер- и анти- гравитация остаются. Но тут сразу техническая проблема – если экспонента никогда не уходила в минус, то линейный член скоро в него уйдет. Кстати, экспонента, с которой любят работать все физики, особенно, кто исследует устойчивость систем, имеет еще и ту замечательную особенность, что при мнимом показателе описывает колебания – тоже полезный для тестов случай.
Разложение не массы, а метрического тензора (что совсем другая история) даже для гравволн всегда начинается правильно – с нулевого члена. Потом все члены перед квадрупольным (который и описывает классические волны) отбрасываются по причинам физического характера. Когда я узнал причины, по которым отбрасывается нулевой член (монопольная волна), то волосы встали дыбом. Во-первых, масса системы просто полагается постоянной. Что сразу противоречит тому, что рассматриваются гравитационные волны, который должны (по крайней мере, в корректной трактовке Эйнштейна) уносит массу системы. Во-вторых, монопольную волну убирают, ссылаясь на теорему Биркгофа, что математически некорректно, потому что она сформулирована для чисто сферических систем, а система, генерирующая гравволны, не является таковой. Но инерция теоретиков такова, что первый вопрос о реальном существовании гравволн поднял Кутчера аж в 2003 году -  но был проигнорирован.

To: ulitkanasklone

«Так мы с вами говорим о разных задачах. В параграфе 10 не про сферически симметричный коллапс. В этом случае нет гравитационных волн. Там потом вычисляется квадрупольное гравитационное излучение. В случае коллапса у нас одно массивное тело, частицы которого падают без излучения и без давления.
А в 10-м подразумевается, что тело не одно, поэтому там и нестатическое решение, что и понятно.»

НГ: Я всегда обсуждал только книгу и решенную там задачу: гравитационное поле квазисферической системы, состоящей из излучателей гравитационных волн (то есть, из сталкивающихся черных дыр). Там и получалась переменная масса M(t), антигравитация и гипергравитация. И то, что эта масса будет там переменной, хоть для стационарной такой системы, хоть для коллапсирующей, хоть для системы далекой от состояния черной дыры, хоть для сжатой до квазисингулярного – совершенно понятно. Но вы все время нападали на этот вывод, ссылаясь на свою любимую задачу о коллапсе пылевого облака, и утверждая, что ничего в этом мире, кроме постоянной массы нет и быть не может, и никаких других моделей я не выдумал. Вот ваши цитаты:

«До сих пор, хотя вы говорите, что масса у сингулярности изменилась, но в целом есть интеграл движения M не меняется во время коллапса или вращения. Это M входит в метрику Шварцшильда.  Это интеграл получен при решении дифференциального уравнения.
Вот так. Всё в рамках ОТО.» «А инвариант M это постоянная , которая появляется в решении дифференциального уравнения. Пока нет никакой  M(t). Это в вашей расширяющейся вселенной есть. А при коллапсе нет! Это чисто математическая модель. Другую вы пока не придумали (для коллапса)».


НГ: Правильно я понимаю, что вы поняли, что речь идет о разных задачах, и все свои претензии снимаете?

То: ilo2

Спасибо!

To: kryptonik

«Допустим у нас имеется чистое железо. Сколько-то считанных атомов. Излучается мощная гравитационная волна, уносит массу. Что мы имеем на выходе: атомы похудеют или их число уменьшится?»

НГ: А с какого перепугу железяка будет давать мощную гравволну? Излучается как гравволна лишь доступная энергия. Если помахать железякой, то гравволна унесет часть кинетической энергии махания. Если железяка лежит, то испускает гравволны лишь за счет броуновского движения атомов – очень слабое. Остынет, и вообще ничего не будет испускать.

Оффлайн kryptonik

  • *****
  • Сообщений: 26 252
  • Благодарностей: 2008
    • Сообщения от kryptonik
Вопрос был сформулирован иначе: что конкретно произойдет с железом? За счет чего его масса уменьшится? Почему оно станет обладать меньшей гравитацией? Была критическая масса, достаточная для коллапса, а стала некритической.

Масса (= энергия/с2) уменьшится за счет того, что оно окажется в гравитационной потенциальной яме.  И о какой критической массе речь?  Облако пыли (без давления) коллапсирует при любой (сколь угодно малой) массе.
Должна была образоваться сингулярность, но гравитационная волна унесла часть массы и сингулярности не случилось. Вы так примерно писали?

Оффлайн ulitkanasklone

  • *****
  • Сообщений: 8 645
  • Благодарностей: 280
  • тихо,тихо ползи улитка по склону Фудзи..
    • Сообщения от ulitkanasklone
    • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТО, СТАТЬИ И НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ
А Николай утверждает, что начиная с некоторого радиуса такое решение оказывается неустойчивым: если некоторые частицы чуть-чуть отстанут (или убегут вперед, или отклонятся в сторону), то это возмущение будет расти, что неизбежно приведет к гравитационному излучению, которое с некоторого радиуса начнет доминировать. В результате уменьшение гравитационной массы из-за излучения гравволн предотвращает образование сингулярности.
Так мы не про сингулярность, а про Черные ДЫры, то есть объекты, которые не имеют поверхности.
Излучение гравиволн более менее подсчитаны для столкновения черных дыр. Тут нет черных дыр, тут разреженное облако частиц - я уже в пятый раз говорю. Николай должен доказать, что пересечение разреженных слоев дает сильную антигравитацию. И то, если сферически симметричная система, не будет волн в вакууме.
Мне нравится этот форум
моя страница:
http://антониум.рф/ОТО/GT.html

Оффлайн ulitkanasklone

  • *****
  • Сообщений: 8 645
  • Благодарностей: 280
  • тихо,тихо ползи улитка по склону Фудзи..
    • Сообщения от ulitkanasklone
    • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТО, СТАТЬИ И НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ
то есть, из сталкивающихся черных дыр).
НГ: Правильно я понимаю, что вы поняли, что речь идет о разных задачах, и все свои претензии снимаете?
Если вы про коллапс частиц, состоящих из Черных дыр, то да, вопрос снимается. Но такой ситуации не бывает. Это возможно только для вселенной в целом. Но это другой случай.
Мне нравится этот форум
моя страница:
http://антониум.рф/ОТО/GT.html

Оффлайн Ник ГорькавыйАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 210
  • Благодарностей: 15
    • Сообщения от Ник Горькавый
To: kryptonik

«Должна была образоваться сингулярность, но гравитационная волна унесла часть массы и сингулярности не случилось. Вы так примерно писали?»

НГ: Если вопрос в том, насколько уменьшилось количество атомов железа в коллапсирующей системе, излучающей гравволны, то напомню, что во Вселенной задолго до этого все атомы железа распадаются на отдельные барионы из-за гамма-квантов. Даже если представить Вселенную из чистого железа, то и там дело не просто – еще до развития черной дыры массивный железный шар сожмется до состояния нейтронной звезды, где всякие подсчеты отдельных атомов невозможны. А гравитационные волны здесь всегда возможны, они черпают энергию из динамики сжатия.

To: ulitkanasklone

«Если вы про коллапс частиц, состоящих из Черных дыр, то да, вопрос снимается. Но такой ситуации не бывает. Это возможно только для вселенной в целом. Но это другой случай.»

НГ: Значит, все-таки для одного «пустякового» случая – Вселенной, бывает. А книга только ему и посвящена. При этом понятно, что никакой принципиальной разницы между просто коллапсирующей системой из обычного вещества и системой из черных дыр нет. Но спорить с вами об этом я уже устал, вы слишком погружены в свою идеальную задачу из коллапсирующего пылевого облака и каким-то чудесным образом она у вас сжимается в точку без нестабильностей и взаимных столкновений. И пусть ей будет счастье.

Оффлайн ilo2

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 39
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от ilo2
И то, если сферически симметричная система, не будет волн в вакууме.

Кстати, что касается неустойчивости. Она же появляется еще в ньютоновском приближении: представьте, что одна половина коллапсирующего пылевого облака радиуса R сжалась на dR сильнее, чем другая. Ускорение свободного падения на ней окажется больше и асимметрия начнет экспоненциальный рост задолго до того, как станут существенны релятивистские эффекты. Для реальных коллапсирующих звезд газовое и световое давление дадут противоположный эффект и сферическая симметрия до некоторого предела будет сохраняться. Но для пылевой сферы асимметрия начнет экспоненциально расти с самого начала.

Понятно, почему в учебнике рассмотрена сферически симметричная задача: только ее удается аналитически решить. Но столь же понятно, что из-за неустойчивости она не имеет отношения к реальности, и об этом тоже в учебнике написано. Фейнман такие ситуации называл "течение сухой воды".
« Последнее редактирование: 20 Мар 2023 [20:44:36] от ilo2 »

Онлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Она же появляется еще в ньютоновском приближении: представьте, что одна половина коллапсирующего пылевого облака радиуса R сжалась на dR сильнее, чем другая.
А если образовалась небольшая ямка на сфере? Она попадет в нулевую гравитацию и сфера ее догонит. Внутренняя часть сферы при нулевой гравитации, наружная при максимальной, частицы
в слое все время перемешиваются и в среднем на них действует гравитация, половинная от максимальной. То есть, и не сильно отставшие пылинки догонят сферу. Так что, с неустойчивостью
не просто.

Оффлайн ilo2

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 39
  • Благодарностей: 4
    • Сообщения от ilo2
А если образовалась небольшая ямка на сфере? Она попадет в нулевую гравитацию и сфера ее догонит. Внутренняя часть сферы при нулевой гравитации, наружная при максимальной, частицы в слое все время перемешиваются и в среднем на них действует гравитация, половинная от максимальной. То есть, и не сильно отставшие пылинки догонят сферу. Так что, с неустойчивостью
не просто.

Это вы именно сферу предлагаете рассмотреть -- все частицы на одном радиусе? Да, в этом случае видимо относительно небольших  по сравнению с радиусом сферы возмущений устойчиво. Но относительно больших (вся полусфера) -- нет. И такая конфигурация совсем уж искусственная. А если начальное распределение -- шар с однородной плотностью, то и небольшая ямка видимо растет. Вообще конечно нужно считать инкременты для сферических гармоник. Но одной неустойчивой гармоники уже достаточно.

Онлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 11 334
  • Благодарностей: 42
    • Сообщения от Vallav
Да, в этом случае видимо относительно небольших  по сравнению с радиусом сферы возмущений устойчиво. Но относительно больших (вся полусфера) -- нет.
Вы уверены? И начиная с какого масштаба возмущения устойчивость сменяется неустойчивостью?
А если начальное распределение -- шар с однородной плотностью, то и небольшая ямка видимо растет.
С чего? Гравитация внутри шара хоть и ненулевая, но меньше, чем на поверхности.

Оффлайн ulitkanasklone

  • *****
  • Сообщений: 8 645
  • Благодарностей: 280
  • тихо,тихо ползи улитка по склону Фудзи..
    • Сообщения от ulitkanasklone
    • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТО, СТАТЬИ И НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ
Для реальных коллапсирующих звезд газовое и световое давление дадут противоположный эффект и сферическая симметрия до некоторого предела будет сохраняться. Но для пылевой сферы асимметрия начнет экспоненциально расти с самого начала.
И что звезду разорвет на части? Чего-то такого не наблюдается. Скорее всего ассиметрия снова вернет свое состояние симметрии.
Попробуйте найти в литературе решение задачи реалистичной с ассиметрией и что дает моделирование.
Мне нравится этот форум
моя страница:
http://антониум.рф/ОТО/GT.html

Оффлайн Ник ГорькавыйАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 210
  • Благодарностей: 15
    • Сообщения от Ник Горькавый
To: ulitkanasklone

"И что звезду разорвет на части? Чего-то такого не наблюдается. Скорее всего ассиметрия снова вернет свое состояние симметрии".

НГ: речь идет о том, что гравитация дестабилизирует колебания звезды, а давление (обычное и световое) потиводействуют гравитации, стабилизируют эти колебания. Например, условие неустойчивости Джинса для обычного давления: (к^2)*c^2 - 4pi*G*ro<0, где с - скорость звука, ро - гравитационная плотность среды. к=2pi/лямбда, где лямбдя - длина волны возмущений. Следовательно, для малых длин волн (бльшие к) среда будет стабильной из-за давления, а для длинных волн (возмущений) гравитация и неустойчивость победит, разрушая симметрию. Раньше Максвелл думал, что твердый обруч вокруг планеты будет нестабилен и упадет на планету из-за гравитации, потом было показано, что раньше изгибная нестабильность (связанная с приливной силой) раньше разломает этот обруч на куски при любой реальной прочности.

Оффлайн ulitkanasklone

  • *****
  • Сообщений: 8 645
  • Благодарностей: 280
  • тихо,тихо ползи улитка по склону Фудзи..
    • Сообщения от ulitkanasklone
    • СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТО, СТАТЬИ И НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ
НГ: речь идет о том, что гравитация дестабилизирует колебания звезды, а давление (обычное и световое) потиводействуют гравитации, стабилизируют эти колебания. Например, условие неустойчивости Джинса для обычного давления: (к^2)*c^2 - 4pi*G*ro<0, где с - скорость звука, ро - гравитационная плотность среды. к=2pi/лямбда, где лямбдя - длина волны возмущений. Следовательно, для малых длин волн (бльшие к) среда будет стабильной из-за давления, а для длинных волн (возмущений) гравитация и неустойчивость победит, разрушая симметрию.
Как-то сомнительно, чтобы гравитационные волны, возникшие в результате пересечения слоев или ассиметрии , дали настолько большую силу антигравитации, что она остановила коллапс.
Мне нравится этот форум
моя страница:
http://антониум.рф/ОТО/GT.html

Оффлайн kryptonik

  • *****
  • Сообщений: 26 252
  • Благодарностей: 2008
    • Сообщения от kryptonik
Это вроде бы по формулам получается. Но непонятно, что сегодня можно на космологическом уровне считать, когда имеются две совершенно неизвестные темные сущности. Распалась связь времен.

Оффлайн Ник ГорькавыйАвтор темы

  • ***
  • Сообщений: 210
  • Благодарностей: 15
    • Сообщения от Ник Горькавый
To: kryptonik

НГ: это все непривычно, но против математики не поспоришь: закон генерации гравитационных волн 1/R^5 гораздо сильнее роста гравитационного притяжения с уменьшением радиуса. Поэтому просто нужно грамотно оценить, что происходит в таком случае с системой, которая стремительно первращается в облако гравитационного излучения. Удержать его в клетке, если оно негравитирует - невозможно.

Какие "две совершенно неизвестные темные сущности" ? Это в квантовой фантасмологии они есть, в циклической космологии ничего неизвестного нет. Есть черные дыры, есть гравитационные волны - и переходы между ними. Плюс эм-излучение и барионы с электронами и нейтрино. И все работает без подпорок и магии.