Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Почему считается, что на расширение Вселенной влияет масса ее вещества?  (Прочитано 7284 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

Возьмем данные, приведенные в источнике http://ufn.ru/ru/articles/1956/5/c/ о красном смещении спектральных линий Солнца. Здесь можно говорить о том, что величина красного смещения предсказана ОТО с погрешностью около 60%, а с учетом эффекта давления – с погрешностью около 90%. При такой погрешности сложно говорить о верности теории.

Цитата Пенелопа: «… любой закон когда-нибудь может быть опровергнут».

Если закон опровергнут, то, может быть, это не закон, а теория?

Цитата Trespassers W: «Я все это понимаю, но просто задумался о возможности введения формального параметра».

Трудно представить экспериментатора, который, выполняя научный эксперимент, не стремился бы к максимальной точности. Не зря в серьезных работах не только указывают величину погрешности, но и анализируют отдельные составляющие погрешности.

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 898
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа

Возьмем данные, приведенные в источнике http://ufn.ru/ru/articles/1956/5/c/ о красном смещении спектральных линий Солнца. Здесь можно говорить о том, что величина красного смещения предсказана ОТО с погрешностью около 60%, а с учетом эффекта давления – с погрешностью около 90%. При такой погрешности сложно говорить о верности теории.
Давайте не будем обсуждать точность предсказаний  на основе статьи 50-летней давности. Тем более, что в это время ОТО не была теорией, а только гипотезой.  Статья именно это и доказывает, поэтому имеет чисто исторический интерес.

Цитата
Цитата Пенелопа: «… любой закон когда-нибудь может быть опровергнут».

Если закон опровергнут, то, может быть, это не закон, а теория?
И закон и теория по определению верны.   Просто физика не математика - она зависит от того, что  нам известно частично. Новые данные могут изменить  наше представлнение о мире. Но  посколько мы не знаем в какую сторону, но результаты непроведенных экспериментов-наблюдений физика не учитывает.  Так, что все наши законы точны. 
Цитата
Трудно представить экспериментатора, который, выполняя научный эксперимент, не стремился бы к максимальной точности. Не зря в серьезных работах не только указывают величину погрешности, но и анализируют отдельные составляющие погрешности.
[/quote]
Есть два  основных варианта поиска погрешности  - провести   серию экспериментов и указать  среднюю квадаратичную погрешность.     Или попытаться оценить погрешность прибора, эксперимента.   И в том и  в другом случае речь идет об оценки, эффеки   близкий к погрешности    выглядит сомнительным. При более точных или большом количестве экспериментах можно делать выводы. 
С ОТО так и произошло. Были сделаны  (со временем) большое количество более относительно точных экспериментов.

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

Цитата Пенелопа: «И закон и теория по определению верны».

По определению [Большой энциклопедический словарь 1999-2000]:
«ЗАКОН , необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе. Понятие закон родственно понятию сущности. Существуют три основные группы законов: специфические, или частные (напр., закон сложения скоростей в механике); общие для больших групп явлений (напр., закон сохранения и превращения энергии, закон естественного отбора); всеобщие, или универсальные, законы. Познание закона составляет задачу науки».
«ТЕОРИЯ (от греч . theoria - рассмотрение, исследование), система основных идей в той или иной отрасли знания; форма научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности».

Похоже, все-таки, что по определению закон верен, а теория неверна?

Цитата Пенелопа: «Давайте не будем обсуждать точность предсказаний  на основе статьи 50-летней давности».

Предсказанное более полувека назад теорией ОТО гравитационное красное смещение абсорбционных спектральных линий Солнца равно 1,29*10^(-2) Ангстрем на длине волны 610 нм. А каково это предсказание сегодня?

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     Цитата Kostyrko: "Похоже, все-таки, что по определению закон верен, а теория неверна?"

     Смотря какой закон имеется в виду. Если закон экспериментальный, то он верен лишь в пределах погрешности эксперимента и в условиях постановки эксперимента. Если имеются в виду законы внутри теорий, то там они по определению верны всегда. При этом сама теория может не очень точно описывать реальность.

     Цитата Kostyrko: "Предсказанное более полувека назад теорией ОТО гравитационное красное смещение абсорбционных спектральных линий Солнца равно 1,29*10^(-2) Ангстрем на длине волны 610 нм. А каково это предсказание сегодня?"

     А по-Вашему мнению оно должно изменяться со временем? :) Для слабых полей в ОТО z = Ф/c2 не только сейчас, но и в начале 20-го века. Подставляйте, считайте, убеждайтесь.
     Вообще неясно, почему Вы прицепились к таким экспериментам, в которых гравитационное красное смещение очень трудно отделить от других эффектов. В случае экспериментов со спутниками гравитационное красное смещение ОТО подтверждено с точностью долей процента. Нет оснований считать, что для Солнца должно быть как-то по-другому. Или для других звезд - учитывая, что указанная точность достигнута в условиях земного потенциала, который значительно слабее солнечного.

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

Пенелопа упоминала «точность предсказаний  на основе статьи 50-летней давности», отсюда и возникает естественный вопрос: А какова эта точность предсказаний сегодня?

Цитата Хартиков Сергей: «Вообще неясно, почему Вы прицепились к таким экспериментам, в которых гравитационное красное смещение очень трудно отделить от других эффектов».

А что, более чем за 50 лет так и не удалось повысить точность в измерениях красного смещения абсорбционных линий в спектре Солнца?

Гинзбург в упомянутой работе писал: «Поэтому для строго количественной проверки формулы (14) нужна еще дальнейшая работа». Проводилась ли эта работа для Солнца, и каковы имеющиеся результаты?
   
Цитата Хартиков Сергей: «Смотря какой закон имеется в виду».

Пенелопа имела в виду закон «по определению». А по приведенному определению любой ЗАКОН верен, и любая ТЕОРИЯ, как «система основных идей в той или иной отрасли знания» a priori не верна. Верность теории «по определению» не может доказать сотня соответствующих ей экспериментальных результатов, но любая теория опровергается единственным экспериментом, ей противоречащим.

Конечно, если наблюдения Солнца не соответствуют ОТО, можно оставить эти наблюдения. Но будет ли такой подход научным?


Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 898
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа

Цитата Пенелопа: «И закон и теория по определению верны».

По определению [Большой энциклопедический словарь 1999-2000]:
«ЗАКОН , необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе. Понятие закон родственно понятию сущности. Существуют три основные группы законов: специфические, или частные (напр., закон сложения скоростей в механике); общие для больших групп явлений (напр., закон сохранения и превращения энергии, закон естественного отбора); всеобщие, или универсальные, законы. Познание закона составляет задачу науки».
«ТЕОРИЯ (от греч . theoria - рассмотрение, исследование), система основных идей в той или иной отрасли знания; форма научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности».

Похоже, все-таки, что по определению закон верен, а теория неверна?
Похоже, что Вы не поняли  определения. Разница в том, что теория это совокупность знаний,  а закон это конкретная формула.
Но закон Ньютона не верен (в общем случае), точно также как ньютоновская механика (теория)

Цитата
Предсказанное более полувека назад теорией ОТО гравитационное красное смещение абсорбционных спектральных линий Солнца равно 1,29*10^(-2) Ангстрем на длине волны 610 нм. А каково это предсказание сегодня?
Найдите и посмотрите.   И если Вам покажется, что есть расхождения будем обсуждать.
Но обсуждать экспериментальные данные 50-летней давности смысла нет никакого.   Я уж не говорю о том, что Вы не написали год написания статьи.

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 898
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
Цитата Хартиков Сергей: «Смотря какой закон имеется в виду».

Пенелопа имела в виду закон «по определению». А по приведенному определению любой ЗАКОН верен, и любая ТЕОРИЯ, как «система основных идей в той или иной отрасли знания» a priori не верна. Верность теории «по определению» не может доказать сотня соответствующих ей экспериментальных результатов, но любая теория опровергается единственным экспериментом, ей противоречащим.
  Есть обработка экспериментальных данных, так можно получить эмпирический закон. А есть закон  как часть теория. Пока теория верна верен и закон. Они соотносятся относительно друг друга.  В рамках формализма теоии закон верен всегда. 
Что касается единственного эксперимента - таки нет. Ибо теория может быть опровергнута единственным верным экспериментом.  А не все эксперименты верные. Поэтому верным считается повторяемый эксперимент, проведенный в разных лабораториях.  Кроме того погрешность эксперимента величина примерно определяемая.  Поэтому если есть такая ситуация, что эксперимент показывает 58 ед, теория 45, а точность эксперимента  15 то  теория является возможной, но сомнительной гипотезой, точно также и при точности эксперимента 10 (андб тосность-оценка), возрастает лишь сомнительность возможности.    Если есть другие эксперименты (в смысле другие явления), то это можно даже считать гипотезой.
 Вот при увеличиении точности эксперимента и увеличении  числа экспериментов  реально можно решить вопрос  о том есть ли у нас гипотеза
 




Цитата
Конечно, если наблюдения Солнца не соответствуют ОТО, можно оставить эти наблюдения. Но будет ли такой подход научным?
Сначала приведите экспериментальные данные.   В 1956 году ОТО была гипотезой,  именно потому, что некоторые эксперименты  были на грани точности с ОТО.

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     Цитата Kostyrko: "А что, более чем за 50 лет так и не удалось повысить точность в измерениях красного смещения абсорбционных линий в спектре Солнца?... Конечно, если наблюдения Солнца не соответствуют ОТО, можно оставить эти наблюдения. Но будет ли такой подход научным?"

     Откуда Вы взяли, будто "наблюдения Солнца не соответствуют ОТО"? Что можно ожидать от попытки измерить слабый эффект на фоне других соизмеримых с ним эффектов?

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

«Проводились астрономические измерения так называемого «гравитационного красного смещения», которые, однако, представляются довольно неубедительными из-за присутствия других не вполне понятных эффектов. Например, смещения, определенные при наблюдении спектральных линий Солнца, сильно зависят от расстояния между центром солнечного диска и наблюдаемой точкой; смещение растет, асимптотически приближаясь примерно к предсказываемому значению на краю диска. Физические условия, ответственные за такую зависимость, должны быть однозначно установлены, прежде чем можно будет сказать, подтверждают ли наблюдения существование предсказываемого гравитационного смещения или нет» (http://ufn.ru/ru/articles/1960/12/b/).

Установлены ли физические условия, ответственные за такую зависимость, «подтверждают ли наблюдения существование предсказываемого гравитационного смещения или нет»?

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 898
  • Благодарностей: 33
    • Сообщения от Пенелопа
 Советую вначале посмотреть книжку по стектроскопии и выяснить какие физические эффекты и условия вообще отвечают за смещение линий.   

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

В 1956 г. Гинзбург писал: «Вместе с тем общая теория относительности, как и всякая другая научная теория, с одной стороны, опирается на определенные опытные факты и, с другой стороны, строится на основе известных предположений, носящих в той или иной мере гипотетический характер. Поэтому подлинное торжество общей теории относительности не может не быть связано с обнаружением на опыте новых эффектов, предсказываемых теорией» (http://ufn.ru/ru/articles/1956/5/c/).

Гинзбург, являясь приверженцем ОТО, спустя несколько десятилетий, тем не менее, писал:
«Вместе с тем нужно подчеркнуть, что предсказываемое гравитационное смещение частоты очень мало чувствительно к виду теории гравитации, и поэтому его измерение не является хорошей проверкой именно ОТО …
Итак, сейчас можно лишь утверждать, что даже для слабых полей … ОТО проверена с погрешностью в лучшем случае около 0,1%. В современной физике такая точность не производит впечатления, и еще остаются по крайней мере некоторые основания для обсуждения отличных от ОТО теорий гравитации …
Если будет показано (горячо на это надеюсь), что с экспериментальной проверкой ОТО в поле Солнца «все в порядке», то вопрос о такой проверке перейдет совсем в другую плоскость. Именно останется вопрос о справедливости ОТО в Сильных гравитационных полях или вблизи и внутри сверхмассивных космических тел, не говоря уже о применимости ОТО в космологии» [Гинзбург В.Л. О физике и астрофизике: Статьи и выступления. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука. 1992].

Как видим, Гинзбург говорит о том, что ОТО, «как и всякая другая научная теория» «строится на основе известных предположений, носящих в той или иной мере гипотетический характер». В этой связи безосновательным выглядит утверждение о верности ОТО, как его подает Пенелопа: «А ОТО верна, потому, что ее предсказания получены в эксперименте». Чем ОТО отличается от всякой другой научной теории?

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     А в Вашей трактовке ни одну теорию нельзя назвать верной. Можно, конечно, и так. Только зачем вообще нам тогда слово "верная"? Надо иметь в виду, что любая научная теория должна обладать свойствами: самосогласованность, полнота, соответствие всем поставленным экспериментам. В настоящее время этому удовлетворяют: ОТО, метрические теории гравитации, а также различные обобщения ОТО. В 20-м веке другие теории были безоговорочно отсеяны по одному из указанных признаков. Таким образом, ОТО является из оставшихся самой простой теорией, и часто под "верностью ОТО" понимается именно соответствующий класс теорий.

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

Цитата Хартиков Сергей: «А в Вашей трактовке ни одну теорию нельзя назвать верной. Можно, конечно, и так …»

Такая трактовка вытекает из определения понятия «теория» (см. Ответы 18, 22) и пояснений Гинзбурга (см. Ответ 30). В частности, как известно, ОТО не применима к сингулярности (тоже, кстати, гипотетической сущности).

Цитата Хартиков Сергей: «Надо иметь в виду, что любая научная теория должна обладать свойствами: самосогласованность, полнота, соответствие всем поставленным экспериментам».

Кроме того, теория должна обладать способностью объяснить и предсказать наблюдаемые явления. В этом смысле, как видно из цитированных источников, ни Гинзбург, ни, тем более, Паунд, не вселяют оптимизма по поводу соответствия наблюдений в поле Солнца предсказаниям ОТО. Более того, Паунд прямо говорит о неубедительности астрономических измерений «так называемого» гравитационного красного смещения.

Оффлайн olegtitov

  • *****
  • Сообщений: 3 587
  • Благодарностей: 55
  • I'm a llama!
    • Сообщения от olegtitov

Кроме того, теория должна обладать способностью объяснить и предсказать наблюдаемые явления. В этом смысле, как видно из цитированных источников, ни Гинзбург, ни, тем более, Паунд, не вселяют оптимизма по поводу соответствия наблюдений в поле Солнца предсказаниям ОТО. Более того, Паунд прямо говорит о неубедительности астрономических измерений «так называемого» гравитационного красного смещения.


Существуют гораздо более точные тесты для проверки ОТО. Зачем надо непременно указывать на гравитационное красное смещение как на какой-то решающий тест, если технически сложно провести наобходимые измерения с достаточной точностью?

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

Обсуждение наблюдаемых несоответствий общепринятым взглядам, как представляется, наиболее близко форуму «Горизонты науки о Вселенной» с подзаголовком «Науки о вселенной - гипотезы, идеи, обсуждения».

Кроме того, "Если эксперимент подтверждает теорию, это приятно. Если не подтверждает - это интересно". Я.Б. Зельдович.

Оффлайн Дмитрий Вибе

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 17 928
  • Благодарностей: 464
  • Дети любят бутерброд с маргарином!
    • Сообщения от Дмитрий Вибе
    • Персональная страница
Обсуждение наблюдаемых несоответствий общепринятым взглядам, как представляется, наиболее близко форуму «Горизонты науки о Вселенной» с подзаголовком «Науки о вселенной - гипотезы, идеи, обсуждения».

Где конкретно в цитируемых Вами текстах написано о наблюдаемых несоответствиях общепринятым взглядам?
Было бы ошибкой думать.

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     Цитата Kostyrko: "Такая трактовка вытекает из определения понятия «теория» (см. Ответы 18, 22) и пояснений Гинзбурга (см. Ответ 30)"

     Я повторяю вопрос: зачем нам нужно слово "верная"?

     Цитата Kostyrko: "В частности, как известно, ОТО не применима к сингулярности (тоже, кстати, гипотетической сущности)"

     Но она не применима к сингулярности, которая возникает в ее же рамках, как следствие решений уравнений. Да, так и есть. Но любая теория может приводить к решениям, которые где-либо не применимы: это и классическая механика, и электродинамика. Что страшного?

     Цитата Kostyrko: "Кроме того, теория должна обладать способностью объяснить и предсказать наблюдаемые явления."

     Это и есть - полнота.

     Цитата Kostyrko: "В этом смысле, как видно из цитированных источников, ни Гинзбург, ни, тем более, Паунд, не вселяют оптимизма по поводу соответствия наблюдений в поле Солнца предсказаниям ОТО. Более того, Паунд прямо говорит о неубедительности астрономических измерений «так называемого» гравитационного красного смещения."

     Я подчеркнул важную часть предложения. В данном случае они все говорят о невозможности (на данном этапе) точно измерить, а не о мнимом "несоответствии теории и наблюдений". Выбирайте слова.

Оффлайн Kostyrko

  • *****
  • Сообщений: 3 809
  • Благодарностей: 93
    • Сообщения от Kostyrko

В статье Гинзбурга видно, что для центра солнечного диска красное смещение примерно на 60% меньше предсказанного теорией (см. рисунок). В случае же учета эффекта давления (см. сноску на стр. 26) различие уже превышает порядок. При таких обстоятельствах сложно говорить о соответствии данных наблюдений предсказаниям теории. Далее Гинзбург говорит о недостаточности объема полученных данных: «Однако, с точки зрения строгой количественной проверки формул (14)–(15) для гравитационного смещения спектральных линий, имеющихся данных все еще недостаточно».

Из более поздней цитированной статьи Паунда видно, что во время написания этой статьи все еще не были однозначно установлены физические условия, ответственные за наблюдаемую зависимость красного смещения от расстояния между центром солнечного диска и наблюдаемой точкой. Здесь Паунд отмечает: «Физические условия, ответственные за такую зависимость, должны быть однозначно установлены, прежде чем можно будет сказать, подтверждают ли наблюдения существование предсказываемого гравитационного смещения или нет».

Отличие в разы наблюдаемых значений от предсказываемых и порождает естественные вопросы – однозначно ли установлены сегодня, спустя почти полвека, указанные Паундом физические условия, и подтверждают ли сегодняшние наблюдения существование предсказываемого гравитационного смещения для Солнца или нет?

До получения ответов на эти вопросы, о верности ОТО для поля Солнца можно сказать только то, что наблюдения отвечают предсказаниям теории с погрешностью 90%. И не более того.

Оффлайн Ben-zin

  • ***
  • Сообщений: 223
  • Благодарностей: 2
    • Сообщения от Ben-zin
Любая теория - это модель, обладающая своей точностью и областью применения. Понятия "верно" и "не верно" - тут совсем не подходят. Ключевыми являются понятия "работает в данной области с данной точностью" или "не работает".

Даже геоцентрическая теория (та самая, где все планеты вращаются вокруг Земли) - верная... до Луны ;)
Или например типичный пример из какой-то детской энциклопедии по-моему: для определения вертикали в стоительстве используется грузик (отвес). Все вертикали, полученые с помощью них, считаются параллельными! Но мы то знаем, что все эти вертикали пересекутся в центре Земли (ну это если ещё колебания плотности не считать).
Но в данной области (строительство) теория, в которой линии отвеса  - параллельны, вполне достаточна.

Что до ОТО - то многие предсказываемые ей эффекты наблюдаются, значит можно применять. Пока не будет найдена область, где её не достаточно.  Там будет другая теория ;) Но ОТО не перестанет применяться - как сейчас в космонавтике применяются "устаревшие" законы Ньютона.
-Послезавтра   выходим, -  сказал  Кандид. - Пищу  ты приготовил?
-Я  пищу  приготовил  и  уже  съел...
©

Оффлайн Хартиков Сергей

  • *****
  • Сообщений: 7 395
  • Благодарностей: 33
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Хартиков Сергей
     Цитата Kostyrko: "При таких обстоятельствах сложно говорить о соответствии данных наблюдений предсказаниям теории."

     Но и о несоответствии в таких условиях тоже нельзя говорить.

     Цитата Kostyrko: "естественные вопросы – однозначно ли установлены сегодня, спустя почти полвека, указанные Паундом физические условия, и подтверждают ли сегодняшние наблюдения существование предсказываемого гравитационного смещения для Солнца или нет?"

     Я лично не знаю. Но еще раз повторяю, что несоответствий никто не обнаруживал.

     Цитата Kostyrko: "До получения ответов на эти вопросы, о верности ОТО для поля Солнца можно сказать только то, что наблюдения отвечают предсказаниям теории с погрешностью 90%. И не более того."

     Совершенно неверное утверждение. Кроме гравитационного красного смещения есть еще три характерных эффекта для гравитационного поля Солнца:

     1) Отклонение электромагнитных волн в поле Солнца, погрешность экспериментов - доли процента.

     2) Задержка радиолокационного сигнала в поле Солнца, погрешность экспериментов - несколько процентов.

     3) Смещение перигелия Меркурия, погрешность наблюдений - порядка процента.

     Что касается гравитационного красного смещения, то, очевидно, нет совершенно никаких оснований считать, будто оно ведет себя по-другому в гравитационных полях других тел. В частности, поле возле Земли на 8 порядков (если считать по потенциалу; если же считать по напряженности, то на 10 порядков) слабее поля возле Солнца, но тем не менее гравитационное красное смещение в поле Земли согласуется с формулой ОТО с точностью долей процента (это эксперименты со спутниками GPS). Однако в тех же экспериментах фактически установлена и верность формулы ОТО для солнечного поля (с точностью порядка процента), потому что, если бы существовало отличие, то не получилось бы хорошее соответствие в экспериментах GPS (об этом я ранее представлял подробные расчеты по ОТО).