Kredit – NASA/CXC/M.Weiss
Černé díry patří mezi nejvíce fascinující ale také nejvíce záhadné objekty ve vesmíru. Pokud má hvězda hmotnost rovnou alespoň hmotnosti 10 našich Sluncí, po vyhoření nukleárního paliva vybuchne jako supernova. Vnější vrstvy hvězdy jsou rozmetány do okolního vesmíru, zatímco jádro hvězdy se zhroutí. Pokud je dostatečně hmotné, nic nemůže kolaps zastavit.
Zrodí se černá díra. Rotace staré hvězdy je přitom přenesena přímo do rotace černé díry. Sférická hranice kolem černé díry, ze které není úniku, se nazývá horizontem událostí. Jeho poloměr – tedy vzdálenost od středu černé díry – činí pouhých 10 až 50 km. Veškerá hmota i záření, která horizont událostí překročí, se už nikdy nemůže vrátit zpět.
Černých děr se v naší Galaxii nacházejí milióny. Přestože nejsou pozorovatelné přímo, astronomové jsou schopni o nich získat řadu informací. Pomáhají jim zejména takové černé díry, které se nacházejí v systému s obyčejnou hvězdou.
„V astronomii je možno černou díru kompletně popsat jen dvěma čísly, které charakterizují její hmotnost a jak rychle se otáčí,“ říká Jeffrey McClintock (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA). Až dosud se podařilo změřit hmotnosti řady černých děr, ovšem s údaji o jejich rotaci už to bylo horší. „Skutečně, až do letošního roku neexistovaly spolehlivé odhady rychlosti rotace pro žádná černou díru,“ doplňuje jej Ramesh Narayan (rovněž CfA). Oba astronomové společně s dalšími kolegy nyní využili schopností družice NASA Rossi X-ray timing explorer k tomu, aby tuto skutečnost změnili.
Kredit – David A. Aguilar (CfA)
Aby bylo zřejmé, co je vlastně rychlostí rotace černé díry myšleno, dejme ještě jednou slovo Rameshi Narayanovi: „Rychlost rotace černé díry kterou jsme změřili, je tempo s jakým rotuje – nebo je strháván – prostoročas přímo na horizontu událostí“.
Astronomové studovali velmi známý systém GRS 1915+105, který je tvořen právě černou dírou a „normální“ hvězdou. Tato soustava dvou těles leží ve vzdálenosti 35 tisíc světelných roků od Slunce ve směru souhvězdí Orla. Černá díra má hmotnost zhruba 14 hmotností Slunce. Objekt je znám svými zajímavými vlastnostmi jako jsou výtrysky hmoty téměř rychlostí světla či rychlé změny v rentgenovém záření.
Hmota obyčejné hvězdy je přitahována gravitací černé díry a postupně spiráluje na její „povrch“. Vytváří kolem ní tzv. akreční disk, což je jakýsi rezervoár rotující kolem samotné černé díry. A z vnitřního okraje tohoto disku pak hmota padá už přímo do černé díry. Plyn, který tvoří akreční disk, se při pohybu zahřívá na teploty miliónů stupňů, což vede k tomu, že září na rentgenových vlnových délkách. A je to právě studium rentgenového spektra akrečního disku, které astronomům pomohlo odhalit rychlost rotace černé díry.
Vědci se zaměřili na vnitřní okraj akrečního disku, na oblast zvanou nejvnitřnější stabilní kruhová dráha. Je to taková dráha těsně nad horizontem, po které ještě může hmota obíhat kolem černé díry aniž by do ní okamžitě spadla. Jakmile je ale čímkoliv „pošťouchnuta“, v zlomku sekundy se zřítí za horizont událostí. Vzdálenost této poslední stabilní dráhy závisí přímo na rychlosti rotace černé díry. Platí – rychlejší rotace = menší poloměr poslední dráhy.
Animace ukazuje jak vyšší rychlost rotace černé díry umožňuje hmotě „bezpečné“ přiblížení do menší vzdálenosti.
Kredit – NASA/GSFC
McClintock a Narayan vůbec poprvé změřili právě tuto vzdálenost. Využili přitom jednoduché skutečnosti. Čím rychleji černá díra rotuje, tím je vzdálenost poslední stabilní dráhy od jejího centra menší a zároveň hmota, která po této dráze obíhá díky vyšší rychlosti vyzařuje stále jasnější rentgenové záření. Vše je v podstatě jednoduše zakódováno právě v rentgenovém světle. Z optických a rádiových pozorování získali další informace o černé díře jako je její hmotnost, úhel roviny akrečního disku vzhledem k nám a její vzdálenost. Kombinací všech těchto parametrů následně zjistili požadovanou informaci o rychlosti rotace.
Kredit – NASA
Z hmotnosti černé díry vyplývá za použití Einsteinových rovnic poloměr událostí 42 km v případě, že by černá díra nerotovala vůbec. Naopak, maximální možné rychlosti rotace by odpovídal poloměr horizontu 21 km. Ve skutečnosti byla naměřena hodnota 25 km. To znamená, že černá díra rotuje rychlostí 950 otáček za sekundu. Plyn tak překoná vzdálenost 157 km (obvod poslední stabilní dráhy) rychlostí 149 tisíc km/s, tedy skoro přesně polovinou rychlosti světla.
Podle teorie je maximální možná rychlost rotace 1 150 otáček za sekundu.
Získané výsledky mohou mít zásadní význam i pro studium záblesků záření gama. Model kolapsaru, který je založen právě na zhroucení hmotné hvězdy, totiž velmi rychlou rotaci černé díry přímo vyžaduje. Jeho autor, Stan Woosley (University of California, Santa Cruz, USA) k tomu říká: „toto je extrémně důležité.“ A zároveň přiznává: „neměl jsem představu o tom, že takové měření může být provedeno.“
Očekávání astronomů nakonec mohou shrnout slova Jeffreyho McClintocka: „Metoda, kterou jsme použili na GRC1915 může být aplikována na řadu dalších černých děr v binárních systémech. Nemůžeme se dočkat toho, co nalezneme!“
Zdroje:
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
NASA
Černé díry ve spirále smrti
Autor: Pavel Koten (14.04.2006)
Diskuze:
diskuze výhradně pro rozumné lidi www.racional.eu
Karel Lisycký,2015-03-24 14:50:35
Kolik uživatelů fóra je potřeba na výměnu žárovky?
-- 1 uživatel vymění žárovku a napíše příspěvek o tom, že vyměnil žárovku.
-- 3 uživatelé na to, aby napsali o podobných zkušenostech o výměně žárovky a o tom, jak různě mohou být žárovky vyměňovány.
-- 7 uživatelů k upozornění na to, jak nebezpečné může vyměňování žárovky být.
-- 1 uživatel k tomu, aby přesunul téma do sekce "Světlo".
-- 2 uživatelé na obhajobu toho, že téma mělo být přesunuto do sekce "Elektrické spotřebiče".
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby v příspěvcích, týkajících se předchozích příspěvků o výměně žárovky.
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří poukazovali na gramatické chyby
-- 5 uživatelů, aby napsalo, že všichni uživatelé, jenž udělali gramatickou chybu, si mají znovu odchodit základní školu
-- 5 uživatelů, aby poukázali na gramatické chyby uživatelů, kteří posílali zpět do základní školy (a ti se budou bránit tím, že rychlý chlapci je správně, protože jsou v jejich nářečí mladý chlapci)
-- 4 uživatelé na to, aby se dohadovali, jestli se má říkat "žárovka" nebo "výbojka".
-- 2 uživatele "průmyslové profesionály", kteří budou všechny informovat o tom, že správný termín je "světlo".
-- 2 uživatele, kteří o sobě budou prohlašovat, že jsou také odborníci z průmyslu a že výraz "žárovka" je naprosto správný.
-- 5 uživatelů na to, aby se dohadovali, jestli jsou lepší klasické žárovky nebo rtuťové výbojky
-- 1 uživatel, který bude o sobě prohlašovat, že je doktor přírodních věd s červeným diplomem, a proto ví, že rtuť není jedovatá a jedovatost rtuti je jen mýtus. A kdo si myslí, že je rtuť jedovatá, je směšný.
-- 2 uživatele na to, aby upozornili, že toto není diskuze o pravopisu, ať přejdou do diskuze o pravopisu
-- 5 uživatelů na to, aby všechny ostatní informovali o tom, že diskuze o žárovkách není diskuze o žárovkách, ať ostatní laskavě pokračují v diskuzi jménem "Jaký monitor a vypalovačku?", která o žárovkách je.
-- 5 uživatelů k obraně příspěvků této diskuze, kteří budou říkat že všichni používáme žárovky a proto jsou ty příspěvky vlastně relevantní.
-- 2 feministky, aby upozornili na to, že ženy šroubují žárovky daleko lépe, než muži
-- 5 uživatelů ke vkládání příspěvků s odkazy, kde mohou ostatní uživatelé vidět různé druhy žárovek.
-- 4 uživatele, kteří napíšou příspěvky se správnými odkazy.
-- 6 uživatelů, kteří budou odkazovat na všechny příspěvky napsané od počátku až do současnosti, kompletně je citovat a to včetně všech hlaviček a podpisů, a nakonec do svého příspěvku přidají "Já taky"
-- 7 uživatelů, kteří budou psát skupině uživatelů, která dlouho nepsala, že nepíšou, protože nemůžou oponovat jejich názorům.
-- 4 uživatelé, kteří budou říkat "A neřešilo se tady tohle před chvílí?".
-- 8 uživatelů, kteří budou říkat "nejdřív hledej, než se tady budeš ptát na něco o žárovkách" a dají link na vyhledávání googlu s dotazem výměna žárovek, ve kterém google vyhodí jen odkazy na různé podstránky diskuze, ze které byl uživatel odkázán k vyhledávači.
-- 1 uživatel, který se zeptá, jak vyměnit kolo u auta.
-- 5 ekologů, aby nás varovalo, že žárovky způsobují extrémní globální oteplení, jenž do pěti let uvaří veškerý život na planetě
-- 1 administrátor, aby zablokoval uživatele za to, že si dovolil si stěžovat na šikanu jiným uživatelem
-- 1 uživatel, který byl doposud skrytý a bude reagovat na prapůvodní první příspěvek, který byl napsán před půl rokem, takže všechen ten cirkus se bude opakovat.
U nás to takto nikdy vypadat nebude, nebojte!
www.racional.eu diskuze jen pro rozumné lidi
možná trochu mimo a pozdě
Milan Skládaný,2012-01-23 22:52:32
Oceňuji, byť pozdě příspěvky od Pavla Brože. Moc bych ocenil jakékoliv nové články, či komentáře.
Ad horizont, úniková rychlost, atd..
Pavel Brož,2006-11-28 17:45:08
Z horizontu není možné se vrátit, protože gravitační zrychlení je zde nekonečné, tzn. že byste museli mít nekonečně velký tah motoru. To je prostě vlastnost horizontu. Důležité je ale vědět, že nekonečnost gravitačního zrychlení neznamená nekonečnost slapových sil na horizontu, ty jsou zde konečné. Velikost slapových sil na horizontu je nepřímo úměrná velikosti černé díry - tak např. gigantické černé díry nacházející se v centrech galaxií, které mohou nabývat hmotností až několika miliard Sluncí, které mají gravitační poloměr srovnatelný s velikostí naší sluneční soustavy a průměrnou „hustotu" menší než je hustota vody, nemají slapové síly na horizontu nijak extrémní.
Co se týče složení černé díry, tak podle obecné teorie relativity principiálně neexistuje žádná látka, která by dokázala vzdorovat pádu do centra a proto podle této teorie jakákoliv látka musí skončit v bodové singularitě pod horizontem černé díry (teprve v této singularitě jsou i slapové síly nekonečné). Není to otázka volby materiálů, jako kvarků atd., je to otázka geometrická vyplývající z vlastností zakřiveného prostoročasu pod horizontem. Podobně, jako je ve speciální teorii relativity možné ukázat, že nelze sestrojit kolotoč s tak dlouhými rameny, že by se jejich konce pohybovaly nadsvětelnou rychlostí (protože ta ramena kolotoče by musela mít nekonečnou pevnost a k roztočení kolotoče by bylo zapotřebí nekonečné energie), tak stejně tak není možné vystavět žádnou statickou konstrukci pod horizontem černé díry, protože by odpovídající materiál opět musel mít nekonečnou pevnost.
U rotujících černých děr existuje takováto limitní oblast, v níž už neexistuje možnost setrvávání na místě (tj. ani s pomocí sebesilnějších konstrukcí, ani s pomocí sebesilnějších motorů) dokonce už nad horizontem, v oblasti zvané ergosféra. V ergosféře se každý objekt nutně musí pohybovat ve směru rotace černé díry – a opět i zde to není otázka pevnosti zvoleného materiálu či síly motoru, i zde je to záležitost geometrická, jejíž pochopení si bohužel vyžaduje znalost obecné teorie relativity.
Co se týče kvantového vypařování černých děr (Hawkingův efekt, mimochodem nevím nic o tom, že by ho Hawking odvolal). Jak už zde bylo níže zmíněno, je to záležitost tzv. polarizace vakua. Ve vakuu spontánně vznikají virtuální páry částice-antičástice, přičemž v blízkosti jiných objektů může jeden z páru zinteragovat s tímto třetím objektem, přičemž druhý z toho původnímu páru odebere tomu zbytku (tj. systému vzniklému z první částice a třetího objektu) energii potřebnou pro svou „realizaci“ – pro své „odvirtuálnění“. Není to záležitost jenom černých děr, tyto procesy probíhají i v blízkosti atomových jader – tak např. z virtuálního elektron pozitronového páru může být elektron pohlcen blízkým protonem (který se vzápětí za emise neutrina změní v neutron), přičemž osiřelý pozitron se stane z virtuálního reálným (energii k tomu potřebnou samozřejmě odebere atomovému jádru – aby to bylo energeticky možné, musí zde samozřejmě existovat energeticky příslušně nižší stav výsledného jádra, tj. původní jádro musí mít možnost přejít touto přeměnou do tak nízkého energetického stavu, aby si mohlo dovolit financovat energetickou potřebu pro zreálnění virtuálního pozitronu).
Co se týče rychlosti rotace, tak není pravda, že pádem tělesa na rotující černou díru se rotace černé díry nutně brzdí. I pro černé díry platí zákon zachování momentu impulsu, takže pokud např. na nerotující černou díru padá spirálovitě v jednou směru vnější materiál, tak výsledkem bude rotující černá díra. Důležité je vědět, že rotace černé díry není rotací žádného pevného objektu, opět je to záležitost geometrie toho prostoročasového řešení, které odpovídá rotující černé díře. Můžeme si pomoci obrazovou metaforou vodního víru, do kterého jsou stahovány okoloplující částice (přičemž tento vír může být jimi jak urychlován, tak brzděn). Samozřejmě jako každá metafora i tato kulhá, nesmí se brát doslova. V okolí rotující černé díry je nicméně samotný prostor strháván podobně, jako voda v blízkosti vodního víru – tato představa je nerelativistické fyzice cizí, protože v nerelativistické fyzice je prostor pouze něco, v čem se pohybuje veškerá hmota, v nerelativistické fyzice nemá prostor žádnou vlastní dynamiku.
Úniková rychlost na horizontu je rychlost světla, v případě rotující černé díry je tato rychlost dokonce už nad horizontem, ovšem důležité je vědět, co to znamená. Především v obecné teorii relativity není rychlost světla konstantní ve všech zvolených soustavách. Není to popření základního postulátu speciální teorie relativity, který tvrdí, že rychlost světla je konstantní ve všech inerciálních soustavách, protože globální inerciální soustavy existují pouze v případě plochého prostoročasu, tzn. např. v případě absence hmoty. Dalo by se vlastně říci, že speciální teorie relativity je limitou obecné teorie relativity pro případ, kdy můžeme jakékoliv gravitační působení hmoty zanedbat. Jakmile ho už nemůžeme zanedbat, tak se musíme nutně s existencí globálních inerciálních soustav rozloučit. Můžeme konstruovat pouze lokální inerciální soustavy (je to analogické tomu, jako můžeme v zeměpise používat lokální čtvercové mapy s tím menším zkreslením, čím menší území zachycují, ale čtvercovou mapu celé Země získat nelze). V lokálních inerciálních soustavách platí všechny zákony speciální teorie relativity, ovšem jenom s tou mírou, s jakou můžeme zanedbat neinercialitu skutečné soustavy (danou tím, že ten prostoročas není plochý, ale že je zakřivený). Tak např. kosmonaut v lodi obíhající kolem černé díry ve své kabině s velkou přesností ověří konstantnost rychlosti světla ve všech soustavách uvnitř jeho kabiny. Ovšem už globální pozorovatel dostatečně vzdálený od rotující černé díry s překvapením zjistí, že rychlost světla se liší ve směru a proti směru oběhu černé díry (na hranici ergosféry se dokonce rychlost světla v protisměru rotace černé díry stane nulovou).
Ono je toho více, nedá se to ale všechno náležitě vyložit v jednom příspěvku.
To nechápu
pavelm,2006-11-28 21:14:03
Jak může objekt s konečnou hmotností vyvolat nekonečné gravitační zrychlení?
pekne podane
Kamil,2006-11-28 21:28:55
Ja bych neco dodal k tomu Hawkingovu jevu, ktery je mozna problem si presdtavit (Hawking je trochu zvanil ale tohle je z doby kdy mel cas vyhradne na fyziku a nevim take nic o odvolavani). Existuje, z pohledu principu ekvivalence, jista obdoba nazvana Unruh jev. Jde o to, ze urychlovany pozorovatel (tzv. Rindleruv pozorovatel) majici detektor castic muze zadetekovat spontanni vznik castic i kdyz se pohybuje ve vakuu. Vtip je v tom, ze podle kvantove teorie pole se jeho vakuum unitarne transformuje na mnohacasticovy kvantovy stav okupujici dva vyrezy prostorocasu (vpravo a vlevo). Problem ovsem je, ze pro toho pozorovatele je jeden z vyrezu za horizontem udalosti (protoze se urychluje) a tak musi provest trace pres onen vyrez tim z puvodniho stavu dostane jiny kvantovy stav shodou okolnosti s Bose-Eistenovou statistikou (alias termalni zdroj z dobre definovanou teplotou). Je to neco podobneho jako onen pozorovatel nad horizontem detekujici castice z cerne diry (ano se stejnym pravd. rozdelenim). Jinymi slovy neni vakuum jako vakuum. (stejne jako neni nula jako Nula)
Trochu jsem uvažoval a odvozoval.
pavelm,2006-11-28 22:33:46
To co tvrdíte o slapových silách musí nutně platit i o gravitačním zrychlení. U supermasivníc černých děr nemusí být ani nijak zvlášť velké.
Pavlem
Pavel,2006-11-29 09:35:04
Nevím co a jak jste si odvozoval, ale odvodil jste to špatně. Jesli vás skutečně OTR a její projevy zajímají, a chcete vědět, jak se to odvozuje, zkuste pro začátek třeba http://www.astronuklfyzika.cz/GravitCerneDiry.htm, to je podle mě velice jednoduchý a srozumitelný a současně přesný popis OTR.
Ad Pavelm
Pavel Brož,2006-11-29 10:52:35
Je to opravdu tak jak jsem uvedl, objekt konečné hmotnosti může vyvolat nekonečné gravitační zrychlení. Podstata tohoto zdánlivého paradoxu tkví v tom, že gravitační zrychlení není invariant, dá se odtransformovat přechodem do jiné soustavy, do tzv. lokální inerciální soustavy (obecně užívaná zkratka LIS, platí i v angličtině). Lokální inerciální soustava je zhruba řečeno soustava spojená s volně padajícím tělesem, oblíbeným příkladem takopvé soustavy je např. volně padající výtah s přetrhnutým lanem, ale také třeba kosmická loď orbitující kolem nějaké planety. V takovéto soustavě gravitační zrychlení neexistuje - důležité je zde to slovní spojení "v takovéto soustavě", protože gravitační zrychlení je různé v soustavách navzájem se vůči sobě pohybujících s libovolným nenulovým zrychlením. Speciálně na horizontu černé díry je gravitační zrychlení nekonečné v soustavě, která je v klidu se vzdáleným okolím černé díry, ale i na tom samém horizontu je zároveň nulové v soustavě spojené s volně padající částicí (tedy v LIS). To, že nějaká veličina, která je v jedné soustavě nulová, může být zároveň v jiné soustavě nekonečná, je dáno čistě geometrickými aspekty toho prostoročasu v okolí černé díry. Jistou kulhající analogii můžete mít např. v perspektivě - když vidíte na nekonečné rovině namalovanou přímku, tak její délka až do bodu na horizontu je nekonečná, ale oku se díky perspektivě jeví jako konečná (tj. obraz nekonečné přímky vykreslený na lidském oku je konečný). Jak ale říkám, je to velice hrubá analogie, která ale vystihuje to, že čistě geometrickými prostředky docílíte toho, že veličiny měřené jako nekonečné v jedné soustavě mohou být konečné v soustavě jiné.
Naopak slapové síly se nedají odtransformovat přechodem do volně padající soustavy. Je to dáno jejich tenzorovou povahou, a tady už bychom potřebovali pár pojmů z analytické geometrie, aby se to dalo rozumně vysvětlit. Zkrátka a dobře v důsledku povahy slapových sil platí, že jsou-li nenulové v jedné soustavě, musí být nulové ve všech soustavách (tedy i v těch pohybujících se vůči té původní soustavě zrychleně) - na rozdíl od gravitačního zrychlení, které se výběrem soustavy vynulovat dá.
Více se dá vysvětlit ale už opravdu pouze s použitím aparátu diferenciální geometrie a se znalostí základních postulátů obecné teorie relativity, rozhodně si nečiním iluze, že je možné všechny aspekty kolem černých děr vysvětlit bez těchto základů, to bohužel není možné.
Ad Kamil
Pavel Brož,2006-11-29 10:58:57
Ano, je to přesně tak jak píšete, není vakuum jako vakuum. Konkrétně v zakřiveném prostoročase je obecně problém uspokojivě definovat nejen vakuum, ale i jednočásticové stavy, protože stav jevící se jako vakuový či jednočásticový v jedné obecné soustavě se v jiné může jevit jako mnohačásticový, viz třeba Vámi zmíněný efekt. Ono těch možných interpretací Hawkingova efektu je více, ostatně jako je obecně více interpretací v obecné teorii relativity (velice pěkně o ekvivalenci navzájem hodně nepodobných interpretací některých jevů kolem černých děr píše např. Thorne ve své knize s názvem tuším "Černé díry a zborcený prostoročas", nebo tak nějak).
omluva - překlep
Pavel Brož,2006-11-29 14:03:14
Opravuji překlep v mém předešlém příspěvku Pavlum - jsou-li slapové síly nenulové v jedné soustavě, musí být NEnulové ve všech ostatních soustavách (napsal jsem omylem "nulové ve všech ostatních soustavách"). Omlouvám se.
odkaz je na nic
pavelm,2006-11-29 19:21:48
V tom odkazu je opět zopakováno tvrzení, že z černé díry nás nedostane sebesilnější motor, ale PROČ to tam nikde vysvětleno není. (respektive je tam "protože žádná síla nemůže čas obrátit nazpět", což nedává absolutně žádný smysl)
Ad Pavelm
Pavel Brož,2006-11-29 20:06:50
On Vám ten odkaz napsal sice jiný Pavel, než jsem já, nicméně na těch stránkách řešení té dle Vás záhady opravdu najdete. Je to konkrétně na stránce http://www.astronuklfyzika.cz/Gravitace3-4.htm rovnice 3.25, z níž vyplývá, že na horizontu je rychlost světla nulová, a dále text pod rovnicí 3.26. Nemožnost úniku z horizontu pak plyne ze zákona limitní světelné rychlosti (tj. žádný hmotný objekt se nemůže pohybovat rychleji než světlo), kterýžto zákon platí i v obecné teorii relativity.
chyba
pavelm,2006-11-29 22:50:22
Ano, světlo vyslané z horizontu událostí nebo pod ním neunikne z dosahu díry. Ovšem neznamená to, že by jeho rachlost byla zrovna na horizontu nulová. HO je jen ta největší vzdálenost, kdy světlo ještě "spadne dolů". (přitom ovšem může HO dočasně opustit) Pokud by ho vysílalo něco hluboko v díře, tak třeba HO vůbec nemusí dosáhnout a může se vrátit mnohem dřív.
Ono totiž jde taky o to (zvlášť u supermasivních černých děr) že gravitační síly nemusí být nijak zvlášť velké, aby světlo udržely. Klidně takové, jaké jsou na povrchu hvězd, a teoreticky nic nebrání existenci díry, kde by na horizontu událostí bylo gravitační zrychlení stejné jako na Zemi. (ovšem v tom případě by HO musel mít opravdu obrovský poloměr)
Ale relativisti si můžou pořád vymýšlet komplikovanější a komplikovanější konstrukce, přesto že není jediná možnost jak to ověřit, a tudíž by mělo mít přednost jednodušší z řešení...
Ach jo, no to je zase debata
Pavel Brož,2006-11-30 02:40:38
Prosím Vás, bavíme-li se o černých dírách, tak se bavíme o obecné teorii relativity. Existence černých děr totiž plyne z rovnic právě té teorie relativity. Pokud říkáte, že si relativisti stále něco komplikovaně vymýšlejí, tak potom nechápu, proč se bavíte o černých dírách. Je to stejný nesmysl, jako byste se bavil o vlnových funkcích a tvrdil přitom, že to si akorát zase něco komplikovaně vymýšlejí kvantový fyzici. Vymyslete si alternativní teorii, ze které budou plynout závěry v takové shodě s experimentálními fakty, v jaké plynou z teorie relativity, a ze které také bude plynout existence černých děr, a potom teprve můžete tvrdit něco o tom, že Vy s pomocí takovéto teorie dokážete černé díry popsat lépe. Zatím ale každá Vaše další věta prokazuje tak zásadní neznalosti této problematiky, že na vytvoření aspoň trochu konkurenceschopné teorie ke stávající OTR rozhodně nemáte.
Ty gravitační síly, jak už jsem dříve uvedl, závisí na volbě soustavy, v jedné soustavě jsou nulové, v druhé třeba nekonečné. Na schopnost světla opustit horizont nemá volba soustavy vliv, to světlo ten horizont neopustí, protože jeho rychlost směrem ven je na horizontu nulová (v soustavě statické k okolí černé díry). Bez ohledu na velikost černé díry je velikost gravitačního zrychlení a tím i gravitační síly v soustavě statické k okolí černé díry nekonečná. V padající soustavě jsou naopak v tomtéž místě (tj. na horizontu) gravitační zrychlení a tedy i gravitační síla nulové a rychlost světla v této soustavě je klasické c. Na věci to ale nic nemění, protože volně padající soustava právě na tom horizontu padá rychlostí světla vzhledem k té statické soustavě.
Z pohledu vnější statické soustavy nemůže světlo na horizontu tento horizont opustit proto, že v této soustavě je jeho rychlost směrem ven nulová, což koresponduje s tím, že v této soustavě je na horizontu nekonečné gravitační zrychlení a tím i gravitační síla. Z pohledu padající soustavy sice na světlo nic nepůsobí, protože v této soustavě jsou i na horizontu gravitační zrychlení i gravitační síla nulové a rychlost světla v této soustavě je klasické c, jenže na druhou stranu se tato padající soustava vzhledem ke vzdálenému okolí černé díry pohybuje rychlostí světla, což opět eliminuje možnost úniku světelného paprsku z horizontu ven.
Na horizontu jsou oproti tomu konečné a zároveň nenulové velikosti slapových sil, které ale se schopností světla uletět z horizontu ven nijak nesouvisí (souvisí ale např. s borcením padajících objektů nenulové velikosti na horizontu či v jeho blízkosti, ne ale se schopností elementárních částic uniknout pryč).
Pavlem
Pavel,2006-11-30 07:39:31
Ono si nestačí přečíst jeden odstavec z učebnice, abyste to pochopil. Zkuste to číst od začátku, t.j. od klasické mechaniky. Pokud vám dělá problémy Lagrangeův a Hilbertův formalismus, najděte si nějakou učebnici klasické mechaniky (třeba příslušné kapitoly z Landaua a Lifšice), prostudujte to a pochopte. Bez těchto základů nemá smysl snažit se o pochopení OTR. Dále si přečtěte, jak se odvozují Maxwellovy rovnice a co z nich vyplývá. Pokud s pochopením i toho (a těch divných operátorů div a rot) budete mít problémy, nezbývá vám, než si najít nějakou dobrou učebnici diferenciálního a integrálního počtu (třeba Jarníka) a tam si natudovat plošné a křivkové integrály. Pak už můžete pochopit, proč nejsou Maxwellovy rovnice invariantní v klasické mechanice, a co vedlo Einsteina k vymyšlení speciální teorie relativity. Tu ale napřed musíte pořádně zažít, než zkusíte udělat další krok, to jest pochopit, proč je zase speciální teorie relativity neslučitelná s Newtonou gravitací a co vedlo Einsteina k vytvoření obecné teorie relativity. Pak si vezměte k ruce nějakou dobrou učebnici diferenciální geometrie, abyste pochopil, co jsou to variety a jak s nimi pracovat. No, a pak už můžete přistoupit ke studiu obecné teorie relativiy. A pak už vám snad bude aspoň trochu jasné, že to, co ti "relativisti" tvrdi o černých děrách je postaveno na solidních základech. Pokud ale jste líný OTR pochopit, pak těm "relativistům" holt musíte věřit a neplácat hlouposti v diskusích.
PavelBrož
pavelm,2006-11-30 16:46:50
Ovšem existence černých děr neplyne z OTR. Dají se vysvětlit i klasickou fyzikou. A opravdu mi neni jasný, jak se můžou projevovat relativistický efekty gravitace v prostředí dejme tomu řádově desítky či stovky g.
A co se týče OTR, já jsem se o ní tady zajímal už nekolikrát a nikdo mi nebyl schopen podat alespoň hrubý popis alespoň jednoho pokusu, který by měl OTR dokázat.
Nejde o chápání rovnic, jde o to, že mi nikdo nedal důvod jim věřit.
Pavlem, ty musis byt vazne poradnej
Kamil,2006-11-30 18:06:18
XXXX
cituji: "jde o to, že mi nikdo nedal důvod jim věřit"
tak az si pomoci GPS najdes cestu ven ze situace, kdy by ti uz nikdo jiny nepomohl, staci, kdyz jim od te chvile budes verit, paklize nemas na to je pochopit. Tvuj zivot bude mnohem zarivejsi...
Co je to černá díra
Pavel Brož,2006-11-30 18:13:42
Černá díra je speciální řešení rovnic OTR, které má tu vlastnost, že v určité vzdálenosti od středu existuje tzv. horizont událostí, který se projevuje právě tou nemožností úniku světla směrem ven, a právě podle této své klíčové vlastnosti dostala černá díra svůj název - černá, protože z horizontu nemůže vycházet žádné světlo (může ale vycházet z akrečního disku nad horizontem, právě podle vysoceenergetického spektra charakteristického pro akreční disk se černé díry dají nalézt). V klasické nerelativistické fyzice lze zkonstruovat maximálně tak objekt, úniková rychlost z nějž je nadsvětelná pro objekty nenulové klidové hmotnosti, objekty nulové klidové hmotnosti jako jsou fotony totiž v klasické fyzice neexistují. Foton je z principu relativistický objekt, který klasická fyzika neumí žádným způsobem popsat. Klasická fyzika ale umí popsat světelný paprsek jakožto vlnu elektromagnetického pole - jenže podle klasické fyziky neexistuje žádná interakce mezi elektromagnetickým a gravitačním polem, a proto jsou podle klasické fyziky světelné paprsky neovlivnitelné sebevětší gravitací (tj. světelné paprsky coby elektromagnetické vlny se podle klasické fyziky nemohou v gravitačním poli např. ohnout, což se mnohokrát pozorovalo). Proto podle klasické fyziky neexistuje možnost vytvořit analogii černé díry, tj. objekt, z nějž by světlo coby elektromagnetické vlnění nemohlo uniknout.
Můžete pouze vymýšlet různé hybridy mezi klasickou a relativistickou fyzikou, což amatéři zhusta dělají, že si z každé teorie vezmou to, co se jim líbí, a pak takovýto hybrid označují za něco přirozeného a jednoduchého. Jenže omyl, teorie musí být logicky konzistentní, aby byla konkurenceschopná, a tyto hybridy logicky konzistentní nejsou (teorie relativity totiž vznikla právě v důsledku procesu mnohaletého hledání logicky konzistentní teorie, která by vyhovovala novým experimentálním datům, a na tomto hledání se podílely v závěru devatenáctého a na začátku dvacátého století spousty těch nejchytřejších lidí, kteří se samozřejmě primárně snažili najít co nejjednodušší teorii). To, že výsledek tohoto procesu - teorie relativity - je pro mnohé lidi nepochopitelná, samozřejmě nevypovídá nic o tom, že by snad kvůli tomu měla být nesprávná, protože stejně tak jsou pro mnohé lidi nepochopitelné Maxwellovy rovnice a infinitezimální počet, a opět to neznamená, že by Maxwellovy rovnice či infinitezimální počet měl být nesprávný.
Stejné je to s tím, když někdo nechápe, jak v prostředí gravitačního zrychlení o velikosti pouze desítek či stovek g mohou hrát roli relativistické efekty. No tak nechápe, no a co, znamená to něco? Ty relativistické efekty se neprojevují kvůli velikosti gravitačního zrychlení, protože i to sebevětší gravitační zrychlení se dá odfiltrovat přechodem do volně padající soustavy. A naopak, vždy lze principiálně přejít do soustavy zrychleně se pohybující, v níž je zrychlení (které je ekvivalentní gravitačnímu) klidně trilión g, a žádné relativistické efekty se nedostaví (pokud nebereme v potaz navíc kvantové efekty, jako je Unruhův efekt). Na horizontu gigantických černých děr, kde je gravitační zrychlení relativně slabé, se relativistické efekty dostavují ne kvůli velikosti toho zrychlení, ale kvůli globální geometrii toho prostoročasového řešení odpovídajícího černé díře. Tzn. že ne velikost gravitačního zrychlení, které lze libovolně měnit i vynulovat přechodem do různě vůči sobě urychlených soustav, ale prostoročasové geometrie určuje velikost těch relativistických efektů. Opět, kdo příslušnou teorii, z níž to plyne, nezná, kdo tomu nerozumí a kdo nevěří rovnicím OTR, tak co s ním, znamená to pro relevanci té teorie něco? Ne, neznamená to vůbec nic. Stejně tak jako neznamená vůbec nic, když si někdo stěžuje, že těm Maxwellovým rovnicím, parciálním derivacím nebo zakřivené geometrii nerozumí a proto si myslí, že je to jinak.
GPS???
pavelm,2006-11-30 23:17:26
No tak tomu nerozumím. Odchylka způsobená dilatací času by měla být 38us za jeden den. Což při oběžné době 12h odpovídá rozdílu 17mm. Vzhledem k přesnosti gps a pravidelné synchronizaci času podle pozemních atomových hodin je to odchylka zcela zanedbatelná.
Zrychlení v gravitačním poli přece nijak nezávisí na hmotnosti objektu. (není li až příliš těžký) Proto nevidím důvod, proč by nemohlo působit na foton.
"Na horizontu gigantických černých děr, kde je gravitační zrychlení relativně slabé." - Takže tam vlastně zrychlení nekonečné není? Ale to je ta prvotní věc, kvůli které se tu celou dobu přu.
co kdyby
Kamil,2006-11-30 23:46:28
si misto psani otravnych prispevku nejprve zkusil neco dohledat nebo nastudovat sam a pak se muzem treba dohadovat na detailech, prvni link v google je http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/gps.html
kamil
pavelm,2006-12-01 01:00:46
Já jsem google použil. Našel jsem si princip fungování a provedl výpočet. Odchylka TR/klasická fyzika odpovídá 1,7cm za den.
Pavle Brozi,
Jirka,2006-12-01 01:04:09
vypada to, ze ses nechal s tim zrychlenim na horizontu udalosti (v soustave spojene s okolim CD) chytit. Spravne by IMHO melo byt to puvodni tvrzeni. Po pravde, nevidim zadny duvod, proc by horizont udalosti mel u ruznych der vypadat jinak (snad krome jeho "teploty").
Co se u malych a velkych der lisi, je jejich prumerna hustota. Ano, obrovske cerne diry maji velmi nizkou hustotu. (To ale urcite vis, pisu to pro ostatni.)
PavelM si nedovede proste predstavit to obrovske zakriveni prostorocasu, kdy i kazdy paprsek, ktery by chtel z podpovrchu CD utect, vlastne chte nechte zacne ihned padat zpet. Neco takoveho se da uskutecnit jen pro nekonecne zrychleni...
Ja vim, ze uvahy o tom, co se deje pod horizontem udalosti, jsou dost mimo, snazim se to jen priblizit. Zakriveni casoprostoru pod horizontem udalosti je jiste vyssi nez na nem, ale nekonecne zrychleni se uz nezvetsi. To neni paradox, chyba je v tom, ze pozorovatel v soustave spojene s okolim CD vi o jejim vnitrku uplne prd.
Jinak predstava CD v klasicke fyzice IMHO pada v okamziku, kdy se nebudeme bavit jen o unikove rychlosti, ale i o kruhove. V jake vzdalenosti od stredu CD bude podle OTR svetlo okolo CD krouzit? A v jake to bude podle klasicke fyziky?
Ad pavelm
Pavel Brož,2006-12-01 01:07:36
Mělo být "na horizontu černých děr, kde je gravitační pole relativně slabé", ne zrychlení, což je jasné z předchozího, co jsem napsal, ta chyba vznikla omylem protože Vám donekonečna musím psát to samé, a to že gravitační zrychlení je věc výběru soustavy, ve které se měří, proto může být v jedné nekonečné, v jiné nulové, ale nijak nesouvisí s velikostí relativistických efektů. Opět opakuji, že gravitační zrychlení na horizontu je nekonečné v soustavě statické vůči okolí černé díry a nulové v padající soustavě, přičemž obojí současně platí u všech černých děr bez ohledu na jejich velikost. Sorry, ale nejvíce miluju tyto rozpravy s lidmi, kteří o oboru, který kritizují, neví lautr nic, a když to vyjde najevo, tak se holt chytají aspoň takovýchto upsání vzniklých z nekonečného opakování jedněch a těch samých základních faktů. Takže milý pavlem, nevrtejte se do relativity, když na to nemáte ani to nejzákladnější potřebné vzdělání, taková debata je o ničem. Chcete-li kritizovat relativitu, postavte proti ní konkurenceschopnou logicky konzistentní teorii, a pak se lze bavit o výhodách a nevýhodách takové teorie oproti teorii relativity, jinak ta diskuze nemá žádný smysl.
Ad Jirka - díky za upozornění
Pavel Brož,2006-12-01 01:16:49
viz můj předchozí příspěvek Pavlum. Nevím, jestli jsem se nechal chytit, prostě jsem se ze setrvačnosti upsal, místo "relativně slabé gravitační pole" resp. "relativně malá křivost prostoru na horizontu" jsem napsal "relativně malé gravitační zrychlení". Opravdu to vzniklo z toho neustálého opakování téhož, z kontextu je to jasné. Nadále tvrdím, že gravitační zrychlení je věc výběru soustavy a že proto není pro intenzitu relativistických efektů určujícím, určujícím je až celková geometrie toho řešení, teprve z té plyne taková či onaká intenzita relativistických efektů (jako je třeba ohyb světla, dilatace délek a času, nemožnost úniku světla z nějaké oblasti, velikost odchylek v dynamice těles oproti klasické fyzice, atd. atd.).
Pavelm
Pavel,2006-12-01 07:13:29
Dovolte vás citovat: "Nejde o chápání rovnic, jde o to, že mi nikdo nedal důvod jim věřit."
To je asi hlavní problém této debaty. Fyzika není Písmo svaté, není možné ji věřit, musí se pochopit. A to je právě to, čemu se zuby nechty bráníte a pak tady plácáte nesmysly. Jestli chcete něčemu věřit bez pochopení, dejte se na teologii a zanechte pokusů o porozumění fyzice.
PavleM
Jirka,2006-12-01 11:26:29
Jediny, kdo tady neco odmita pochopit, jste Vy. A jeste k tomu navic verite vlastnim bludum.
Vas problem tu nevyresime. Opravdu muzeme jen doporucit mnoholete studium. Nic lepsiho se s tim neda delat.
Už jsem přišel, kde byl problém.
pavelm,2006-12-01 14:36:20
Mylně jsem se domníval, (a některé příspěvky zde i česká Wikipedie a i matoucí obrázek 4.4 zde http://www.astronuklfyzika.cz/Gravitace4-2.htm mě v tom převědčení utvrzovaly) že horizont událostí je místo, kde je úniková rychlost rovná rychlosti světla. Ve skutečnosti je to místo ještě hlouběji, kde je úniková rychlost nekonečná, a nic takového skutečně z klasické fyziky neplyne.
Takže to, že objekt má dostatečně silnou gravitaci aby udržel světlo ještě nemusí nutně znamenat, že to je černá díra. Chápu to správně?
a k tomu odkazu o nepřesnosti GSM
pavelm,2006-12-01 14:50:23
Kdybyste to zkusil přepočítat, zjistil byste, že 10km je naprostý nesmysl. Ten člověk co to psal udělal opravdu debilní chybu. Těch deset km totiž vychází jen pokud počítáte, že pro jednu družici teorie relativity platí a pro ostatní ne...
Jinak to změření odchylky v čase družic je skutečně první měřitelný důsledek TR co mi kdo poskytl...
PavleM
Jirka,2006-12-01 15:27:56
Domnival jste se spravne. Horizont udalosti je skutecne hranice, nad kterou je unikova rychlost mensi nez rychlost svetla a pod kterou je vetsi.
Ted jste v tom udelal naprosty gulas.
Pokud nejaky objekt udrzi svetlo, pak je to cerna dira a nemuze to byt nic jineho (lepe receno nemusi to byt nutne singularita, kazdopadne ten objekt ale bude mit horizont udalosti a bude to tedy cerna dira - nikdo vne HU nedokaze rozhodnout, co je pod nim; a ten, kdo je pod nim, nam to uz nikdy nijak nepovi).
Takze to nechapete. Opravdu doporucuju nesnazit se to pochopit ted a hned, ale zacit systematicky studovat.
A pak, fyzika neni nejdulezitejsi, laska je (R.P.F.).
Těch měření jsou už hromady
Pavel,2006-12-01 16:02:42
Pavlem, OTR byla přímými měřeními a pozorováními potvrzena už tolikrát, že se až divím, že pro vás je OTR korekce použitá v GPS prvním známým měřením. Takže stručně aspoň několik:
Stáčení periheloa Merkuru (to spočítal už Einstein v roce 1915).
Změna zdánlivé polohy hvězd při zatmění Slunce.
Změření gravitačního rudého posunu s pomocí Mossbauerova jevu (a to na vzdálenosti pohých 10m!!!)
Bez korekce na OTR by družice nemohly používat gravitační "prak" na urychlení (protože by se na příslušnou dráhu netrefily s dostatečnou přesností).
Byly pozorovány tisíce gravitačních čoček.
Pozorovaná dynamika systémů těsných dvojhvězd přesně souhlasí s předpovědí OTR.
S korekci na OTR se musí počítat i při zaměřování svazků částic v největších urychlovačích.
Atd, ale to by snad mohlo stačit.
Jedna pomocná představa horizontu událostí
Pavel Brož,2006-12-01 18:06:40
Horizont událostí si lze obecně vzato představit docela špatně, protože jde fakticky o důsledek zakřivenosti prostoročasu, a zakřivený prostoročas si názorně nejde moc dobře představit - můžeme ho ale popisovat odpovídajícím matematickým aparátem a na základě těch výsledků pak vynášet soudy typu, že světlo odněkud nemůže uniknout atd.. Stejně tak si nelze nijak dobře představit třeba komplikovaná elektromagnetická pole nebo rozložení deformací v komplikovaných konstrukcích. I zde používají fyzici a inženýři odpovídající matematiku, aby získali výsledky, které jim teprve řeknou něco konkrétního o dynamice těch systémů.
Nicméně se vždycky dá udělat nějaká metafora, která to trošku přiblíží, i když je nutné vědět, že žádná metafora nikdy nemůže nahradit přesný matematický popis, a hlavně každá metafora má dané meze své platnosti, a ty jsou tam, kde se začne výrazně odlišovat od přesné matematické předpovědi.
V případě horizontu si můžete třeba představit (upozorňuji - je to metafora), že horizont je vršek kopce, pod nímž stojíte, a fotony posílané z vozítka, které jede od nás směrem přes ten kopec, jsou jakési kuličky, které se samospádem kutálejí ze svahu dolů k nám (dejme tomu, že ty kuličky jsou jedinou zprávou, kterou nám to vozítko o sobě může dát, tzn. že ho nemůžeme "vidět" přímo). Vozítko nechť se přitom po povrchu pohybuje konstantní rychlostí a kuličky vypouští konstantní rychlostí v protisměru svého pohybu tak, že v okamžiku vypuštění se vůči povrchu nepohybují. Když je vozítko ještě na strmém svahu, kuličky pouštěné z něj se k nám skutálejí celkem bez problémů, ale jak se vozítko dostává blízko vršku, tzn. do oblasti s malým spádem, tak každé puštěné kuličce zabere více a více času, než se rozkutálí směrem k nám. Pro pozorovatele dole pod kopcem, který na základě skutálených kuliček usuzuje na pozici vozítka, to působí tak, jak kdyby se vozítko nikdy nemohlo vrchu přiblížit, protože mezi těmi kuličkami jsou delší a delší rozestupy (připomínám, že pozorovatel nemá o vozítku kromě těch kuliček jinou zprávu). Vyšle-li ale za prvním vozítkem druhé vozítko aby to první popostrčilo, tak to druhé vozítko to první nikdy nedohoní, protože zdánlivě "zamrzne" na horizontu taky. Přitom pro první ani druhé vozítko nepředstavuje horizont žádnou nepřekonatelnou bariéru, každé z nich v konečném čase přes ten vršek přejede (a jakmile se tak stane, žádnou zprávu ve formě kuličky už pozorovateli pod úpatím nedoručí).
To je podstata horizontu, tzn. že je to geometrická záležitost či záležitost "perspektivy" v dané pozorovací soustavě. Z pohledu pozorovatele na úpatí se rychlost kuliček stává nulovou, jak se vozítko blíží vrcholu, ovšem z pohledu vozítka nulovou není, protože vypouští kuličky vůči sobě stále tou samou konstantní rychlostí.
Čím dál větší zpožďování kuliček si pozorovatel na úpatí vyloží jako důsledek čím dál větších sil, které kuličky v pohybu směrem k němu zdržují. Toto zdržování přitom funguje bez ohledu na to, jak blízko k vršku se pozorovatel postaví - i když bude hodně blizoučko vršku, prodlevy mezi skutálenými kuličkami se budou neomezeně zvětšovat. Díky tomu tento pozorovatel dojde k závěru, že přímo na samotném vršku (analogie horizontu) musí na kuličky působit nekonečné síly (analogie nekonečného gravitačního zrychlení v soustavě statické vůči okolí černé díry). Řidič vozítka ale přitom při své cestě přes vršek žádné síly nepozoruje (analogie nulového gravitačního zrychlení v soustavě padající), a bez problémů horizontem projede (pokud ignorujeme slapové síly, které jsou u obřích černých děr malé).
Jak už jsem uvedl, je to metafora a každá metafora kulhá, nicméně částečně to vystihuje podstatu toho horizontu černé díry, a hlavně to, že jde o záležitost geometrickou.
no zamotali jste mi to vy!
pavelm,2006-12-02 01:27:57
Jirka: no to pan Bbrož tu pořád tvrdí, že gravitační zrychlení je na horizontu nekonečné! A v odkazu, který tu jiný Pavel dal, je nakeslená fotonová vrstva, tedy vzdálenost kde fotony díru obíhají, nakreslená NAD horizontem. Přece nemůže být první kosmická rychlost vyšší než druhá?
Pavel: Pravda, o tom Merkuru jsem asi kdysi slyšel, ale zapomněl.
Co se týče vlivu gravitace na světlo, to neberu jako důkaz OTR, ani v klasické fyzice není důvod myslet si, že by gravitace působila na všechny částice kromě fotonu. Tyto "důkazy" jsou bohužel omílané nejvíc, přestože OTR nedokazují.
Pavel Brož: Prostor už ze své podstaty být zakřivený být nemůže. Jedině by existoval nějaký nadprostor, který by měl o rozměr víc a jehož by byl daný prostor součástí. (nepopírám, že tu ta možnost je)
Je mi líto, ale ty kuličky nedávají smysl. Já přece nepopíram, že něco může do horizontu spadnout. Ale co kdyby se ten vozík rozhodl, že pojede zpátky, jak by to vypadalo potom?
Ad pavelm
Pavel Brož,2006-12-02 02:37:36
Gravitační zrychlení na horizontu je nekonečné v některých soustavách, např. v soustavě statické k okolí černé díry ve standardních souřadnicích (tzv. Schwarzschildových). V jiných soustavách může být konečné a nenulové, a v soustavě padající je dokonce nulové. A to se pořád bavíme o gravitačním zrychlení na jednom a tomtéž místě horizontu!!! Já už vážně nevím, jak to mám ještě jinak říci. Gravitační zrychlení je zkrátka věcí vztažné soustavy, není to žádná absolutně daná věc. Dokonce i pozemské gravitační zrychlení se vyeliminuje v padající soustavě nebo v kosmické stanici obíhající Zemi, jako je např. stanice ISS či kterákoliv jiná.
Ta Vaše poznámka o tom, že prostor nemůže být zakřivený, je absurdní, zaspal jste vznik a vývoj neeuklidovských geometrií, což je záležitost poloviny devatenáctého století, tzn. záležitost přes stopadesát let stará. Einsteinova obecná teorie relativity vznikala právě na matematickém aparátu neeuklidovské geometrie. Každá neeuklidovská varieta může a nemusí být popisována jako vnořená v nějaké euklidovském nadvarietě. Naopak každá euklidovská varieta může a nemusí být popisována jako vnořená v nějaké neeuklidovské varietě. Křivost variety (prostoru) může být vyjádřena ryze vnitřními prostředky té variety, není k tomu třeba žádné euklidovské nadvariety. Omlouvám se, ale bez těch nezbytných matematických základů to opravdu nepůjde.
Ten příklad s kuličkami a vozíkem byl pouze metaforou, která Vám měla pomoci pochopit, že na horizontu nemusí být (a ani není) žádná skutečná singularita, a přesto pro něj některé veličiny (např. efektivní síla "brzdící" ty kuličky) vychází v jedné soustavě nekonečné, přičemž zároveň v jiné soustavě mohou být nulové. Jako každá metafora má své meze. Bylo by naivní si myslet, že metafory nahradí exaktní matematický postup, to prostě není možné. Tato metafora v mantinelech výše zmíněných nastiňuje geometrickou podstatu "zamrzání" světla na horizontu, bohužel už nevystihuje skutečnost, že žádný vozík se nemůže pohybovat nadsvětelnou rychlostí. Ta metafora je sestavena pomocí klasického nerelativistického modelu, jenže v nerelativistické fyzice neexistuje zákon omezující rychlost pohybu těles na podsvětelnou rychlost. Takže pohyb vozíku zpět už vybočuje z mantinelů použitelnosti té metafory, protože na horizontu by mohl předstihnout světlo (ty kuličky), a to nelze.
Smiřte se s tím, že jakoukoliv vědeckou teorii je možné pochopit jenom tehdy, když se člověk dobře seznámí s pojmy a aparátem, na nichž je postavená. Euklides prý kdysi na výtku jednoho krále, že jeho geometrické důkazy jsou příliš složité, odpověděl, že ke geometrii nevede žádná královská cesta. Myslel tím, že nelze ošidit obtížnost toho učení, že neexistuje žádná zkratka pro lidi líné se učit. A platí to nejen pro geometrii, ale pro všechny vědy.
zrychlení
pavelm,2006-12-02 13:06:32
V jednom bodě může být zrychlení jen jedno. Nemůže přece být zároveň nulové (=nic vás k díře nepřitahuje) a zároveň nekonečné. (=nekonečnou rychlostí do díry spadnete)
Právě to, že byste mohl takhle odmítnout přitažlivost Země je to nesmysl. Pád na zem by vás jistě vyvedl z omylu. Gravitace působí pořád, i když během pádu není cítit. Kdyby to takhle skutečně šlo vyrušit, tak by bylo možné umístit nijak nepoháněný objekt nad Zemí tak, že by nikdy nespadl dolů aniž by jí obíhal. A to evidentně nejde.
euklidovský/neeuklidovský
pavelm,2006-12-02 13:28:30
Pokus, který by rozhodl jestli je prostor skutečně neeukleidovský či nikoli se dá vymyslet jednoduše, ovšem o to těžší je jeho praktické provedení:
Vezměte tři tyče dost pevné na to aby pokus vydržely a dostatečně málo pružné na to, aby je bez poškození bylo možné nějak výrazně ohnout a jednu černou díru, nebo jiný objekt s dostatečně silnou gravitací. V gravitaci černé díry vytvořte z tyčí trojůhelník, který má součet úhlů větší než 180°(+maximální ohnutí, které tyče vydrží mimo gravitační pole)
Ad pavel - Vy těch znalostí vážně moc nemáte
Pavel Brož,2006-12-02 14:48:36
Že se dá gravitační zrychlení vyeliminovat přechodem do soustavy příslušně zrychlené vůči té původní je věc, která se učí už v prvním ročníku klasické fyziky na příslušných vysokých školách. Už v tom prvním ročníku se studenti učí o inerciálních a neinerciálních soustavách a o vztahu tzv. skutečných a zdánlivých sil a zrychlení v těchto soustavách. Učí se tam, že zrychlení tělesa je závislé na výběru soustavy. Jedním krásným projevem takovéto závislosti zrychlení na soustavě je třeba Coriolisovo zrychlení. Coriolisovo zrychlení v jedné soustavě je a v jiné není. Jiným příkladem je třeba právě eliminace gravitačního zrychlení v padajícím výtahu nebo v kosmické stanici obíhající Zemi. Jestli jste si toho v televizních přenosech např. z IIS nevšiml, tak v kosmické stanici, která krouží třeba jen pár set kilometrů nad povrchem Země, tedy v místech, kde gravitační pole Země je jen o málo slabší než na povrchu, nic nepadá směrem dolů k Zemi. Můžete mi to vysvětlit, když tam podle Vás to gravitační zrychlení nejde vyrušit? To vyrušení gravitačního zrychlení samozřejmě neznamená, že můžete něco zavěsit nad Zemi aniž by to obíhalo a ono to nespadne, na to byste musel vyrušit gravitační pole Země jako celek, ne jenom gravitační zrychlení. Jenže to bychom se zase dotkli toho, že Vy bezesporu neznáte rozdíl mezi tím gravitačním polem a gravitačním zrychlením, a to by bylo na dlouho to vysvětlovat.
Pokusy s důkazy neuklidovskosti prostoru už udělali jiní za Vás, a to s pomocí radiolokace sond vysílaných po sluneční soustavě (především k Venuši a Merkuru), dále s pomocí detailního proměřování pohybů Měsíce s pomocí extra přesných laserových měření, a s pomocí přesného radarového proměřování pohybů těles sluneční soustavy. Nepočítaje v to měření ohybů jak světelných paprsků, tak rádiových signálů u desítek tisíc hvězd. Závěr je ten, že prostor sluneční soustavy NENÍ euklidovský, je jen přibližně euklidovský.
Mimochodem, to, o čem jste se dříve zmínil, totiž že ohyb světla se dá vysvětlit pomocí klasické fyziky, není pravda, protože jednak klasická fyzika neumí adekvátně popsat foton, a elektromagnetické záření se podle klasické fyziky v gravitaci neohýbá. Pokud ale sestavíte jakýsi hybrid, ve kterém počítáte s fotonem jako podle klasické fyziky (a ignorujete přitom tuny logických rozporů, které Vám tím vzniknou), tak stejně dostanete pouze polovinu pozorovatelného efektu. Na což přišel už Einstein v roce 1907.
Co takhle se naučit nejprve aspoň tu klasickou fyziku předtím, než se pustíte do kritizování teorie relativity? Ono to vážně působí velice komicky, když někdo bez znalostí těch nejelementárních základů zpochybňuje teorii, která už je opravdu docela náročná na její zvládnutí.
Ještě jeden postřeh ze života
Pavel Brož,2006-12-02 15:48:51
Ono je zajímavé, že nutkavou touhu vyvracet teorii relativity či kvantovou teorii nemívají lidé, kteří studovali na vysokoškolské úrovni aspoň tu klasickou fyziku. Za těch skoro patnáct let od vysoké školy jsem diskutoval s možná stovkou i více lidma, kterým bylo něco nejasného nebo nepřirozeného ať už na teorii relativity nebo na kvantové teorii, byli to buď spolužáci, nebo známí, nebo lidé z různých diskuzních fór atd.. Je zajímavé, že lidé, kteří studovali na vysoké škole aspoň tu klasickou fyziku, tak většinou neměli problémy s pochopením toho kterého jevu, když jsem jim vysvětloval jeho podstatu, a rozhodně neměli představu, že teorie relativity nebo kvantová teorie je nutně blbě protože oni tomu jevu nerozuměli. Naopak vysvětlovat něco lidem, kteří tu vysokoškolskou fyziku, byť jenom klasickou fyziku, neměli, bylo většinou od začátku marné.
Myslím si, že vysvětlení toho jevu je v tom, že mezi laiky panuje mylná představa, že klasická fyzika je průhledná, snadná, pochopitelná, že tam je vlastně všechno jasné. Lidi, kteří ji nestudovali, si myslí, že ji ani studovat nemusí, protože je to brnkačka, a že i bez jejího studia zvládnou kritiku náročnějších teorií.
Není většího omylu, než je tento. Už samotná klasická fyzika nabízí mnoho systémů, jejichž chování nelze prostým nestudovaným rozumem nijak pochopit. Ať už se jedná o chování systémů s deterministicky-chaotickou dynamikou (a takovéto systémy přitom nemusí být nijak rozsáhlé, mohou se skládat už jen ze tří těles), tak o chování nerovnovážných termodynamických systémů (v nichž mohou v rozporu se "zdravým rozumem" spontánně vznikat velice komplikované uspořádané struktury), nebo o chování kapalin či plynů (třeba takový hydrodynamický paradox, to intuitivně pochopit opravdu nelze), anebo chování elektromagnetických polí (ve většině reálně použitelných případů ani zde intuice mnoho nenapoví).
Člověk, který se na vysoké škole byť jen s tou klasickou fyzikou setkal, ví, že klasická fyzika rozhodně snadná, průhledná či jednoduše pochopitelná není. Takový člověk ví, že i k předpovědi chování relativně jednoduchých systémů nestačí plácat nějaké nicnevypovídající povídačky o tom, že přece gravitační zrychlení nelze vyeliminovat, protože by blablabla, ale že je nutné vzít tužku a papír (nebo počítač s odpovídajícím programem) a ten systém opravdu spočítat - a také ví, jaká je to fuška, a že ve většině případů není dopředu jasné, co z toho výpočtu pro pohyb toho systému vyjde.
Naproti tomu lidé bez znalosti té vysokoškolské klasické fyziky trpí pocitem, že v klasické fyzice je všechno jasné a že se tam patrně už desítky let nic nevymýšlí. A v tom je ten problém, s takovým pocitem se pak cítí dost silní v kramflecích na to, aby se pustili do kritizování i hodně náročných teorií, na které je nutno znát podstatně více jak té fyziky, tak hlavně té matematiky.
to měření je blbě.
pavelm,2006-12-02 16:48:59
Jediné co změřili je, že na světlo působí gravitace. To ale o prostoru jako nakovém neříká vůbec nic.
V ISS to gravitační zrychlení vyruší odstředivá síla. Naopak, kdyby tam nebylo a neurychlovalo jí pořád směrem k Zemi, tak odletí kamsi do vesmíru. Ale relativní to není, vždycky budete moct poznat že obíháte. I kdybyste argumentoval, že když neuvidím okolní vesmír a budu obíhat na geostacinární dráze, tak to poznat nepůjde, tak se pletete. Poznat to půjde, slapové síly nevyrušíte.
Také sagnacův efekt (dva laserové paprsky po kruhové dráze. Pokud přístroj rotuje, je vidět změna v interferenčním obrazci způsobená tím, že ve směru rotace musí svělo oběhnout kratší dráhu než v protisměru) dokazuje absolutnost rotačního pohybu.
Takže na světlo působí gravitace dvakrát tolik než na cokoli jiného?
Nikde jsem netvrdil, že je TR nutně špatně. Jen ve spoustě pokusů jsou dost závažné chyby, nebo se měří věci, pro které existuje množství jiných vysvětlení. A nikde jsem netvrdil, že klasická fyzika je jednoduchá.
Rozdíl v tom, proč ti lidé kterým jste to vysvětloval to pochopili a lidé na diskuzích ne je podle mého názoru proto, že o těch lidech z reálného světa jste věděl že studovali. Počítám, že jste se jim to odpovídajícím způsobem pokusil vysvětlit. Na diskuzích nic z toho nepoužíváte, jen jakási obecná tvrzení, bez jakéhokoli vysvětlení. Jen napíšete, že k pochopení jsou zapotřebí hlubší znalosti.
A ještě co se týče Hawkinga, byl to můj omyl, odvolal možnost, že se z černé díry může dostat informace ven, ne Hawkinguv efekt.
Nemáte tušení, o čem mluvíte
Pavel Brož,2006-12-02 17:54:23
Píšete, že jediné, co změřili, je to, že na světlo působí gravitace. To ale není pravda. Z rozboru detailní dynamiky těles sluneční soustavy včetně Měsíce se zjistila právě ta odchylka od euklidovské geometrie. Tak např. posun perihelia Merkuru opravdu nelze žádný způsobem přičíst jakémukoliv myslitelnému vlivu gravitace pouze na světlo. To perihelium se stáčí, ta planeta zkrátka a dobře v daný okamžik JE někde jinde, než by měla podle klasické fyziky být, to není nic co by se dalo vysvětlit jakýmkoliv ovlivňováním světelného paprsku. Naprosto stejně je tomu i s dynamikou jiných těles - křížovými měřeními lze dokázat, že ty planety JSOU někde jinde, ne že jenom VYPADAJÍ, že jsou jinde. Je to záležitost prostoru, ne záležitost pohybu světla od těch objektů k nám. Vy si asi myslíte, že ty testy dělala banda takových neználků, jako jste Vy. Ne nedělala, dělali to studovaní lidé, a nebylo jich deset nabo sto, ty experimenty kontrolovaly a přepočítávaly tisíce fundovaných odborníků.
Odstředivá síla je jakožto každá setrvačná síla lokálně nerozlišitelná od gravitačního zrychlení. Učí se to už v základních kursech vysokoškolské fyziky. První pokusy prokazující univerzalitu a tím i univerzální odrušitelnost gravitačního zrychlení v příslušně zrychlené soustavě dělal už v roce 1890 Eötvös a po něm ve velice přesném provedení mnozí další (např. Roll, Krotkov a Dicke). Na základě těchto velice přesných pokusů (prováděných později až s relativní přesností 10 na méně dvanáctou) byl formulován princip ekvivalence, který tvrdí, že gravitační a setrvačné zrychlení jsou lokálně ekvivalentní (další princip, který evidentně neznáte). Z toho plyne, že lokálně např. nepoznáte, jestli obíháte kolem té Země. Poznáte to až podle nelokálních efektů, jako jsou slapové síly nebo obíhání světelných paprsků. Lokálně je ale gravitační zrychlení od setrvačných zrychlení nerozlišitelné.
Na světlo působí gravitace opravdu jinak, než na objekty s nenulovou klidovou hmotou, světlo se pohybuje po tzv. nulových a hmotné částice po nenulových geodetikách. Pouze když se rychlost těch hmotných částic začíná blížit rychlosti světla, tak se i ty geodetiky začnou podobat, srovnávat ale světelnou geodetiku s geodetikou nerelativistického objektu je nesmysl (tak třeba planety mají za geodetiky přibližně elipsy, na rozdíl od světla). Podstata je v tom, že vliv křivosti prostoročasu na trajektorii částice (ať už s nulovou či nenulovou klidovou hmotou) se dá rozdělit na dvě části - na vliv analogický klasickému Newtonovu gravitačnímu potenciálu, a na vliv neeuklidovskosti trojrozměrného prostoru (opět se tu ale zřejmě snažím vysvětlit něco, co se svými neznalostmi nemáte šanci pochopit). U částic s nenulovou klidovou hmotou je pro nerelativistické rychlosti ten druhý příspěvek zanedbatelný proti prvnímu, jenže u světla a částic s relativistickými rychlostmi jsou oba příspěvky zhruba stejně veliké. Proto započtení vlivu pouze Newtonova potenciálu na částici pohybující se rychlostí světla nebo rychlostí blízkou (odhlédneme-li od toho, že klasická fyzika tyto objekty neumí popsat ve shodě s experimentálními daty, takže bychom na popis jejich dynamiky vlastně klasickou fyziku vůbec neměli vytahovat) dává pouze polovinu celkového efektu. Dnes už je spolehlivě změřeno, že jak ohyby slunečních paprsků, tak pohyb relativisticky rychlých částic v urychlovačích je ve shodě s teorií pouze tehdy, započtou-li se OBA příspěvky, tzn. že s klasickou fyzikou bychom pohořeli.
Jo, že tvrdíte to, že ve spoustě pokusů teorie relativity jsou vážné chyby, no tak to je pro ty vědce docela průser, to abyste jim snad začal dávat nějaká doučování nebo co. Napište jim, ať roztrhají své princetonské a podobné diplomy, že Vy jim vysvětlíte, že celý život setrvávali v bludu. Rozhodně se nenechte odradit tím, že na rozdíl od nich nemáte vysokoškolské fyzikální znalosti - naopak, to Vás zvýhodňuje, protože máte tu výhodu mysli neposkvrněné zatěžujícími vědomostmi!
A tím bych to asi tak ukončil, prtože vážně nemá smysl diskutovat s někým, kdo není ani tak málo sebekritický, aby uznal, že než je možné začít něco kritizovat, tak je nutno disponovat aspoň těmi nejzákladnějšími znalostmi o tom oboru.
poslední otázka
pavelm,2006-12-02 18:56:58
Jak tedy vysvětlíte že existuje sagnacův efekt, když je rotační pohyb relativní? Vždyť to je zcela jasný důkaz absolutnosti rotace.
Poslední odpověď(otázka je to ale velice zajímavá)
Pavel Brož,2006-12-02 21:59:33
V obecné teorii relativity neexistuje žádná absolutnost rotačního pohybu. Absolutnost rotačního pohybu existuje v Machově principu, ne v obecné teorii relativity. Mach byl tak trošku Einsteinovým duchovním vzorem a Einstein se inspiroval Machovým principem při tvorbě obecné teorie relativity v počátcích jejího budování. Přes pokusy zahrnout do teorie Machův princip se Einstein dostal až k využití principu ekvivalence, což je ve skutečnosti ten pravý základní kámen obecné teorie relativity. Přes Einsteinovu snahu se ale nakonec ukázalo, že jeho obecná teorie relativity není v souladu s Machovým principem, a mimojiné se to projevuje právě na tom rotačním pohybu.
Machův princip tvrdí, že setrvačnost tělesa je dána rozložením veškeré ostatní hmoty ve vesmíru, a že tedy není zjistitelná rotace vesmíru jako celku (protože vzdálenosti mezi všemi jeho tělesy se rotací nemění). Podle obecné teorie relativity je setrvačnost (nebo z jiného úhlu pohledu gravitace - viz princip ekvivalence) dána tzv. metrickým polem, které je spoluurčováno rozložením veškeré hmoty ve vesmíru. Jenže tady je důležité to slovo spoluurčováno. Kromě rozložení veškeré hmoty ve vesmíru je metrické pole také určováno okrajovými či počátečními podmínkami. Tzn. např. pro nějaký počáteční čas se zadá počáteční hodnota metrického pole všude v prostoru, a z rovnic pole a rozložení hmoty ve vesmíru pak bude plynout hodnota toho metrického pole pro všechny budoucí časy. Anebo se hodnota metrického pole zafixuje na nějaké hranici ve všech časech (ta hranice může být klidně v nekonečnu, např. může to být podmínka, že v daných souřadnicích je metrika v nekonečnu euklidovská, jako je tomu např. v případě černé díry a obecně statického gravitačního pole buzeného konečnými tělesy - ale ne už např. v případě metriky celého vesmíru). Zkrátka a dobře je ale v obecné relativitě kromě rozložení hmoty důležitá i ta počáteční či okrajová hodnota metrického pole.
A to je ten klíčový rozdíl mezi Machovým principem a relativitou. V obecné teorii relativity existují např. metriky pro rozpínající se vesmír, které se navzájem liší rotačním parametrem. Tzn. že podle obecné relativity umíme poznat, zda žijeme v rotujícím či nerotujícím vesmíru, zatímco podle Machova principu bychom to poznat nemohli. V obecné relativitě totiž kromě rozložení hmoty musíme zadat i hodnotu metriky např. v nějakém počátečním čase, a pokud tu metriku vybereme vhodně, výsledkem je řešení popisující rotující vesmír, které dává jiné pozorovatelné předpovědi, než řešení, které popisuje nerotující vesmír.
Takže rotační pohyb není v obecné relativitě relativní, a tedy Vámi zmíněný jev mu neprotiřečí. Protiřečí maximálně tak Machovu principu (je ale otázka, zda byl Machův princip formulován i s ohledem na pohyb světelných paprsků, spíše si myslím, že na něco takového při formulaci svého principu Mach vůbec nepomyslel - každopádně ale i z jiných důvodů plyne, že Machův princip neplatí).
Rotující těleso lze v obecné relativitě proto rozpoznat od nerotujícího. Ale pozor - nezaměňovat případ rotace tělesa s oběhem jednoho tělesa kolem jiného. Když nějaké těleso rotuje, tak důležitou roli hrajou negravitační síly držící jednotlivé části rotujícího tělesa ve stejné poloze vůči sobě. Tou silou může být např. síla lana či nějaké konstrukce, může jí být hydrodynamický tlak v případě rotující hvězdy či obří plynné planety či něco podobného. Pokud by tyto síly přestaly existovat, jednotlivé části soustavy by se rozpadly, už by si nezachovávaly vůči sobě stejnou polohu.
Naopak těleso volně obíhající kolem druhého tělesa (přitahované pouze gravitací toho druhého tělesa, v obecné relativitě se přesněji říká "navigované metrickým polem buzeným druhým tělesem") žádné negravitační síly nepotřebuje (pokud nebereme v potaz slapové síly, tzn. pokud se zajímáme jen o lokální efekty). Těleso obíhající kolem druhého se pohybuje po tzv. geodetice, což je privilegovaná čára mající v daném metrickém poli podobný význam, jako přímka v euklidovském prostoru.
Tady je asi nezbytná odbočka vysvětlující ty geodetiky. Výchozí premisou obecné relativity (zdůrazňuji, že všechny výchozí premisy relativity byly mnohokrát experimentálně testovány) je to, že gravitace je pouze projevem geometrie křivého prostoru. Kdybychom měli prostor bez hmoty (prostor, kde je hmoty relativně málo se takovému blíží), tak bychom mohli mít statický euklidovský prostor, v něm pak jako význačné čáry přímky, význačným pohybem by byl pohyb rovnoměrný přímočarý, definovali bychom globální inerciální soustavy jako ty, v nichž se volná tělesa pohybují tímto privilegovaným pohybem, a došli bychom k prvnímu Newtonovu zákonu: těleso, na něž nepůsobí vnější síly, se pohybuje rovnoměrně přímočaře.
Bohužel dnes už je ověřeno, že prostor euklidovský není, je deformován přítomností hmoty v něm. V neeuklidovském prostoru neexistují přímky stejné jako v euklidovském prostoru, nadále ale i zde existují jisté význačné čáry, tzv. geodetiky. V neeuklidovském prostoru neexistují globální inerciální soustavy, protože volná tělesa se v neeuklidovském prostoru nepohybují rovnoměrným přímočarým pohybem. Pohybují se ale analogickým pohybem po geodetikách. Pohyb po geodetice odpovídá tomu, jak je prostoročas okolní hmotou křiven, např. v okolí těžkého centrálního tělesa je geodetickým pohybem pohyb po elipse v souladu s Keplerovými zákony. Tzn. že i obíhání ISS kolem Země je takovým geodetickým pohybem. Lokálně se z pohledu pohybujícího pozorovatele (lokálně - tzn. při zanedbání slapových sil) pohyb po různých geodetikách neliší - pokaždé jde o přirozený a samovolný pohyb, není k němu potřeba žádného motoru, žádných lan, konstrukcí, hydrodynamického tlaku, obecně žádných negravitačních sil. Pohybuje-li se kosmická loď v místech, kde je okolní hmoty málo či je hodně vzdálená, tak se bude pohybovat skoro po přímce, pokud vpluje do míst, kde je okolní hmoty více či je tato hmota blíže, bude se pohybovat po nějaké zakřivené trajektorii, nicméně lokálně to bude pro pozorovatele uvnitř lodi nepoznatelné, protože gravitační zrychlení uvnitř lodi měřené vzhledem k soustavě spojené s lodí bude stále nulové.
První pohybový zákon se v neeuklidovském prostoročase přeformuluje na obecnější podobu, a to: těleso, na něž nepůsobí vnější NEGRAVITAČNÍ síly, se pohybuje geodetickým pohybem. V tomto zákoně už se gravitace stala součástí geometrie, tzn. volný pohyb v gravitačních polích je privilegovaný pohyb, ze kterého jsou tělesa vychylována až těmi negravitačními silami.
U rotujícího (tedy ne obíhajícího tělesa) tomu bude jinak. Rotující těleso obecně rotuje jinou rychlostí, než jaká by byla rychlost jiného volně obíhajícího tělesa v daném místě toho rotujícího tělesa. Proto v případě rotujícího tělesa jsme schopni pozorovat např. efekty odstředivých sil (projevující se např. napínáním konstrukce držící rotující těleso pohromadě nebo taky tím, že pozorovatel stojící na vnitřním povrchu rotujícího tělesa je tlačen k tomuto povrchu silou úměrnou rychlosti rotace toho tělesa. V případě tělesa obíhajícího ale kosmonaut ke stěnám lodi tlačen není, což je podstatný rozdíl.
Dalo by se toho napsat více, ale není na to prostor.
Ještě poslední otázka
pavelm,2006-12-02 22:40:23
Takže kdybychom postavili obří interferometr kolem Země z družic na oběžné dráze, sagnacův efekt by se projevil nebo ne?
Ano, protože jde o nelokální záležitost
Pavel Brož,2006-12-02 23:36:53
Lokálně nelze nijak rozlišit obíhání kosmické lodi kolem Země od volného pohybu kosmické lodi daleko od všech těles. Nelokálně to samozřejmě lze, protože geometrie prostoročasu je jiná v blízkosti hmot a jiná daleko od nich. Nelokální způsoby, jak měřit křivost prostoročasové geometrie, jsou např. slapové síly nebo jakákoliv měření s využitím světelných paprsků, tedy i Sagnacův jev. Křivost časoprostoru se také právě pouze pomocí takovýchto nelokálních způsobů dá měřit, jinak to nejde. Nijak to přitom nesouvisí s gravitačním zrychlením a schopností ho odrušit přechodem do padající soustavy (padající soustavou je v terminologii OTR rozuměna jakákoliv volně se pohybující soustava, na kterou nepůsobí žádné negravitační síly, padající soustavou je tedy i např. kosmická loď obíhající kolem Země).
Ve všech padajících soustavách probíhají všechny lokální procesy identicky, tj. např. stejně tak, jako ve volně se pohybující soustavě při absenci jakékoliv okolní hmoty. Platí to nejen pro ISS obíhající kolem Země, platí to i pro pozorovatele prolétávajícího horizontem černé díry - v obou případech je gravitační zrychlení uvnitř padající soustavy nulové. Pouze nelokální procesy a veličiny (gravitační zrychlení mezi ně ale nepatří) dají pozorovateli uvnitř lodi vědět, že se pohybuje v místech, kde je prostor zakřiven, tedy např. v blízkosti vnější hmoty.
To byla Vaše druhá poslední otázka, máte ještě třetí poslední otázku? Bude ale už opravdu poslední?
unikova rychlost
Karel Chabera,2006-11-28 10:18:08
Takze existuje ve vesmiru vyssi rychlost(unikova ),nez rychlost svetla/ A ten tachometr co to spocital je taky dobrej.A jeste tu o ty Karkulce prosim...
Odkud se bere
JT,2006-11-28 09:34:52
A odkud se bere energie toho RTG záření rychle rotujícího plynu? Přichází o něj černá díra?
von sa dostane cosi
voyo,2006-11-28 09:12:46
no ako som strasne davno cital, tak hawking pisal o tom, ze z ciernej diery sa dostane nieco von. Pisal nieco v tom zmysle, ze ked pada do diery dvojica tak jeden z atomov(elektronov, qvarkov, alebo ineho ozaj neviem) sa vymrsti opacnym smerom. cize v podstate cierna diera aj vyzaruje. ak sa mylim opravte ma ak nie, doplnte ma - rad si to precitam ;)
Re:
Arccos,2006-11-28 11:55:38
No ano, ale nikdy se ven nedostane tatáž částice, která pod horizont spadla. Při Hawkingově vypařování jde o to, že v okolí černé díry vznikají ve vakuu z fluktuaci vakua virtuální páry častice-aničástice. To je vlastnost vakua obecně, nejenom u čerých děr. Za normálních okolností tento pár téměř okamžitě zaniká. U černé díry se však může stát, že jedna z částic páru spadne pod horizont a druhá ne - nemá pak jak zaniknout a uniká pryč. To navenek vypadá, jako by se černá díra vypařovala.
Vůbec nic? To snad ne!
pavelm,2006-11-28 01:02:46
A co takhle dostatečně pevný objekt s dostatečně silným motorem? (zrychlení větší než gravitační zrychení v bodě ze kterého se chceme vrátit) Ten by se přece z horizontu událostí dostat mohl!
Re: Vůbec nic? To snad ne!
noi,2006-11-28 01:38:47
Pokud vim, tak horizont udalosti je horizontem udalosti prave proto, ze uvnitr nej je unikova rychlost vyssi nez rychlost svetla - takze ven se nedostane opravdu vubec nic (ani foton, ani sebesilnejsi motor).
Re:vubec nic - dostatečně pevný objekt
elessar,2006-11-28 07:25:24
Z čoho je zložená čierna diera zatiaľ nevieme (zrejme kvarky ale nemusí to byť isté). Vieme však s istotou, že sily panujúce v čiernej diere rozbijú všetky atómy na elementárne častice. (je veľmi pravdepodobné že sú rozbité aj tie... ale to si už fakt nedokážem predstaviť ;-D) a tým aj všetky objekty a telesá zložené z atómov.....
kvantova fyzika
MildaIV,2006-11-28 15:11:06
Pokud se nemýlím, tak podle relativistické fyziky se z poza horizontu událostí nic nedostane, ale podle kvantové fyziky ano. Protože podle kvantové fyziky je to věc pravděpodobnosti.
noi
pavelm,2006-11-28 16:09:27
Ano, úniková rychlost se na horizontu událostí rovná rychlosti světla, ovšem úniková rychlost platí pouze pro objekty bez pohonu. Pokud máš motor, můžeš uniknout klidně rychlostí 1cm/hodinu.
PavleM
Jirka,2006-12-01 11:28:48
Blbost. (Nemuzu tady jako posledni nechat uplnou hovadinu, co by si o tom pozdeji prichozi pomysleli?)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
