| Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики http://www.chemistry-chemists.com/forum/ |
|
| Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) http://www.chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=18&t=6963 |
Page 2 of 2 |
| Author: | samotnik [ 05 Jul 2017 17:14 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Ну, собственно, плотность чд по определению равна rho = m/V = m/(4/3*r^3); а радиус Шварцшильда равен r=2Gm/c^2; если выразить отсюда m и подставить в уравнение для плотности, то m = r*c^2/2G rho = (r*c^2/2G)/(4/3*r^3) = (3*c^2)/(8*G*r^2) Так как, по нынешним представлениям, вселенная бесконечна (r->∞), то и плотность, при которой она станет чд, бесконечна малая. Хоть пять атомов на кубометр, хоть пять на кубокилометр, хоть пять на кубический парсек. |
|
| Author: | Кренг [ 05 Jul 2017 19:14 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
По поводу горизонта событий - радиуса Шварцшильда и невыхода из-под него возникли некоторые вопросы. v2= 2Gm/r и r=2Gm/c2 На горизонте вторая космическая скорость равна скорости света v=c и превышает её под ним. В книге Л. Сасскинда при описании радиуса Шварцшильда приводится аналогия с Землёй и первой-второй космическими скоростями для неё. Но чтобы улететь от Земли не обязательно развивать такие скорости. Можно двигаться со скоростью значительно меньшей, чем вторая космическая - 11,2 м/с, но с постоянно включенным двигателем. Так вот, возникла мысль, что если из-под горизонта можно вылетать таким же образом. Ну если не залетать слишком далеко и если под горизонтом ничего нет (как в большинстве описаний черных дыр). |
|
| Author: | DVP [ 05 Jul 2017 20:04 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Кренг wrote: -//-. Можно двигаться со скоростью значительно меньшей, чем вторая космическая - 11,2 м/с, но с постоянно включенным двигателем. Так вот, возникла мысль, что если из-под горизонта можно вылетать таким же образом. Ну если не залетать слишком далеко и если под горизонтом ничего нет (как в большинстве описаний черных дыр). Что бы улететь земли нужно преодолеть притяжение. Два варианта: сразу набрать нужную скорость, или применить поcтоянную тягу. Тяга должна быть такова, что бы ускорение тела под действием такой тяги было больше ускорения свободного падения, или больше 10м/сек2. Т.е. тяга для 1 кг массы должна равняться более 1 кг силы. А что бы уйти с черной дыры - тяга должна быть больше бесконечной, при бесконечной тяге тело за горизонтом будет падать. |
|
| Author: | Upsidesium [ 05 Jul 2017 23:37 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
DVP wrote: А что бы уйти с черной дыры - тяга должна быть больше бесконечной, при бесконечной тяге тело за горизонтом будет падать. Ну почему сразу бесконечность. Возьмем самую плюгавенькую: r = 6000 м, M = 3MСолнца = 3*1,99*1030 = 5,97*1030 кг Можно сразу набрать вторую космическую скорость равную: v = √2GM/r = √2*6,674*10-11*5,97*1030/6000 = 3,64*108 м/с = 364000 км/с = 1,2с А можно развить постоянную тягу: g = GM/r2 = 1,1*1013 м/с2 Таким образом для выведения из под горизонта событий груза в 1 кг нужно приложить силу в 1,1*1013 Н или 1,1*1012 кгс Допустим, что груз выводится с постоянной скоростью в 1 км/с, тогда необходимая мощность N = Fv = 1,1*1015 кгс*м/с или 1,1*1015/75 = 1,475*1013 лс Т.е. при мощности двигателя 1,475*1013 лс мы уравновесим ускорение свободного падения под горизонтом событий. Таким образом, чтобы вылететь оттуда нужна мощность как минимум 1,5*1013 лс Которую могут обеспечить 15,1 млн ракет Falcon 9. |
|
| Author: | DVP [ 06 Jul 2017 00:47 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Это для классической механики верно, но вы еще забываете о релятивистских эффектах. Возле массивных тел замедляется время, увеличивается масса и прочее, а ускорение и дает эффект массивного тела. |
|
| Author: | DVP [ 06 Jul 2017 01:08 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Вспомнилась задача, по теории относительности. Возле наблюдателя движется поезд, со скоростью ок 0.9 о скроси света , поезд длиной 1 км. В начале и в конце поезда стоит по прожектору. Когда поезд сравнялся с наблюдателем - одновременно с прожекторов подали импульс света. Посреди поезда стоит датчик. Если свет достигнет датчика одновременно, то все будет нормально, если не одновременно, то поезд взорвется. Относительно поезда все нормально, свет с прожекторов достигнет одновременно, а относительно наблюдателя свет с переднего прожектора опередит свет, который идет с заднего прожектора. Вопрос, уцелеет поезд? |
|
| Author: | Upsidesium [ 06 Jul 2017 01:19 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Думаю рядом эффектов можно пренебречь. Время замедлится для внешнего наблюдателя. Потом двигаемся мы со скоростями заметно ниже с. 1 кг это вес груза на черной дыре, а на Земле он будет весить менее нанограмма. |
|
| Author: | Volodymyr [ 06 Jul 2017 06:51 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Строгого изложения я не знаю, но рассуждения относительно того, что тело можно вывести из-за горизонта событий с помощью внешнего усилия (или даже не внешнего - например, покинуть черную дыру с помощью веревочной лестницы) верно для "черной дыры Лапласа". Впервые высказал предположение о том, что могут существовать тела, для которых вторая космическая скорость равна или больше скорости света, известный астроном Лаплас. Следовательно, самые массивные объекты могут быть скрыты от нашего глаза. Черная дыра Лапласа - просто объект с достаточно мощной гравитацией, ни о каких других эффектах, вроде внутреннего коллапса тогда речи не было. Черную дыру в ее современном представлении нельзя покинуть по веревочной лестнице, с помощью внешней тяги или т.п. - Вступают в силу релятивистские эффекты. |
|
| Author: | Upsidesium [ 06 Jul 2017 11:20 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Volodymyr wrote: Строгого изложения я не знаю, но рассуждения относительно того, что тело можно вывести из-за горизонта событий с помощью внешнего усилия (или даже не внешнего - например, покинуть черную дыру с помощью веревочной лестницы) верно для "черной дыры Лапласа". Вообще-то это теория Мичелла, можно сказать самая первая теория подобных объектов. Лаплас только популяризовал данный подход. Volodymyr wrote: Черную дыру в ее современном представлении нельзя покинуть по веревочной лестнице, с помощью внешней тяги или т.п. - Вступают в силу релятивистские эффекты. Разумеется это всего лишь прикидка. Суть в том, что ни один объект (в том числе элементарные частицы) не может пересечь горизонт событий в обратном направлении. Предполагается, однако, что это возможно в случае процессов частица-античастица, но это может быть и распадающееся атомное ядро. Главное, чтобы акт распада случился на границе раздела (горизонт событий). Упасть за горизонт событий для внешнего наблюдателя тоже невозможно - в силу релятивистских эффектов падающий объект навечно застынет на горизонте событий. |
|
| Author: | stas [ 06 Jul 2017 13:17 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Насколько я понял, фишка теории ЧД в том, что пары "частица-античастица" возникают с внешней стороны горизонта событий -- в свободном, так сказать, космосе. Далее одна летит в ЧД, а другая -- в открытое пространство (вероятностным манером). Ведь горизонт событий - это табу. То есть, попал туда - назад не вернёшься. Ни на супер-пупер ракете, ни каким-либо фотончиком... А вот флуктуации вакуума и гравитационные потери вследствие слияния двух ЧД вроде как интуитивно понятны. Хотя, честно признаюсь, "флуктуации вакуума" -- жиденькая теория, мне "гравитация" больше по душе )) |
|
| Author: | DVP [ 06 Jul 2017 13:51 ] | ||
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) | ||
stas wrote: Насколько я понял, фишка теории ЧД в том, что пары "частица-античастица" возникают с внешней стороны горизонта событий -- в свободном, ) А я понял, то пары возникают ровно на горизонте событий, это , как на рисунке. Т.е. одна частичка в зоне. где возможно преодолеть притяжение, другая пара в области , где не возможно преодолеть притяжение. И частички, которые возникают не имеют массы покоя.
|
|||
| Author: | Upsidesium [ 06 Jul 2017 15:43 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
DVP wrote: А я понял, то пары возникают ровно на горизонте событий, это , как на рисунке. Т.е. одна частичка в зоне. где возможно преодолеть притяжение, другая пара в области , где не возможно преодолеть притяжение. Во всяком случае все анимационные объяснения теории Хокинга показывают именно такой вариант. Испарение ЧД это квантовый эффект, т.е. подразумевается, что ЧД все же материальный объект. И в то же время отсылка к теории струн ведь рождение пары частица - античастица происходит в результате одномерного топологического дефекта пространства (оно же флуктуация вакуума) на уровне горизонта событий. DVP wrote: И частички, которые возникают не имеют массы покоя. Большинство да, но частицы с массой покоя тоже не исключены. Потеря массы ЧД по Хокингу (кг/с): ΔM/Δt = - h'c4/(15360пG2M2) h' - постоянная Дирака. Как видно скорость испарения зависит от массы М дыры. Чем она больше тем медленнее испарение. Но теория "жиденькая" и оспаривается несколькими теоретиками. В любом случае при рассмотрении ЧД в рамках ОТО будут возникать физические противоречия вызванные самой теорией. Собственно сама теория указывает на свои ограничения. От этого у современных релятивистов дискомфорт, даже не смотря на многочисленные успехи ОТО. Еще один "баг" это, то, что она никак не объясняет физическую суть гравитации, а просто постулирует ее как искривление пространства массой частицы/объекта. Что рассматривается некоторыми как халтура. В квантовой теории гравитации оное взаимодействие рассматривается как аналог электромагнитного (гипотетический переносчик - частица гравитон) без всяких искривлений. Но теория на сегодняшний день весьма и весьма жидкая. |
|
| Author: | Volodymyr [ 06 Jul 2017 16:42 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
DVP wrote: stas wrote: Насколько я понял, фишка теории ЧД в том, что пары "частица-античастица" возникают с внешней стороны горизонта событий -- в свободном, ) А я понял, то пары возникают ровно на горизонте событий, это , как на рисунке. Т.е. одна частичка в зоне. где возможно преодолеть притяжение, другая пара в области , где не возможно преодолеть притяжение. И частички, которые возникают не имеют массы покоя. Думаю, что это не обязательно. Обе частицы могут возникнуть вблизи горизонта событий, но "по нашу сторону" от горизонта событий. Одна частица падает и пересекает горизонт, другая - улетает. Когда на черную дыру падает двойная звезда, одна из звезд может передать энергию другой: вторая звезда вырывается из области притяжения черной дыры и улетает, первая - падает ускоренными темпами в черную дыру. Возможно, и с элементарными частицами аналогично. |
|
| Author: | Upsidesium [ 06 Jul 2017 19:39 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Volodymyr wrote: Думаю, что это не обязательно. Обе частицы могут возникнуть вблизи горизонта событий, но "по нашу сторону" от горизонта событий. Одна частица падает и пересекает горизонт, другая - улетает. Такой вариант тоже имеет место, но он не такой зрелещный: черная дыра тратит энергию, чтобы породить пару частица-античастица и в итоге 50% энергии безвозвратно теряется с улетевшей частицей. А некоторым покажется даже спекулятивным (рождение материи из деформации пространства). Когда процесс происходит по ту сторону горизонта событий, то явление выглядит более логичным. Однако в некоторых квантовых моделях частицы просто туннелируют через горизонт событий. Причем никаких принципиальных ограничений этому нет. Первым, кто выдвинул такую идею, ЕМНП, был физик и физхимик Я.Б.Зельдович. Это как по аналогии с химией - ниже 4 К химические реакции вообще не могут протекать, поскольку все атомы находятся в основном состоянии и не могут образовывать химические связи. Однако, хоть и медленно, но реакции идут и при 2 К. |
|
| Author: | antabu [ 12 Jul 2017 13:49 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Один из номеров нашей малотиражки http://inp.nsk.su/news/journal/2017_05.pdf |
|
| Author: | Ramon [ 07 Oct 2017 19:20 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
To Upsidesium. По поводу квантовой гравитации. Тот факт, что при слиянии черных дыр несколько солнечных масс улетают в виде гравиволн - серьезный аргумент в пользу существования квантов-переносчиков гравитационного взаимодействия. |
|
| Author: | stas [ 07 Oct 2017 20:10 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Ramon wrote: ...По поводу квантовой гравитации. Тот факт, что при слиянии черных дыр несколько солнечных масс улетают в виде гравиволн - серьезный аргумент в пользу существования квантов-переносчиков гравитационного взаимодействия. Не Upsidesium, но позволю себе пару предложений. Итак, я думаю, в данном случае неважно, есть ли эти кванты-переносчики на самом деле или нет их вовсе. Ведь, согласно уравнений математического моделирования жития Чёрных Дыр, при слиянии двух ЧД они осциллируют. Но осцилляция масс вызывает гравитационные волны -- это очевидно... Безотносительно к тому, каким образом и КАК ИМЕННО они распространяются. --------------------------------------------------- Ниже -- фрагмент из книги К.Торна "Чёрные дыры и складки времени". Почитайте! Чрезвычайно увлекательно и познавательно одновременно: Attachment:
|
|
| Author: | Upsidesium [ 07 Oct 2017 22:30 ] |
| Post subject: | Re: Теоретическая физика (ОТО, СТО, квант.механика etc.) |
Ramon wrote: To Upsidesium. По поводу квантовой гравитации. Тот факт, что при слиянии черных дыр несколько солнечных масс улетают в виде гравиволн - серьезный аргумент в пользу существования квантов-переносчиков гравитационного взаимодействия. Вполне возможно. Масса не может просто "раствориться" в окружающем пространстве, а уходит либо в виде барионов (есть масса покоя), либо бозонов (нет массы покоя). Что-то такое там все-таки есть. Будем надеяться, что грави-астрономия прольет на это свет, а так же на сами черные дыры. Хотя кажется мне, что это все же стабильный сгусток кварк-глюонной плазмы массой >3Mo. |
|
| Page 2 of 2 | All times are UTC [ DST ] |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|
