Обсуждение:Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции

• содержимое статьи вообще не в тему!//Berserkerus 04:13, 28 декабря 2008 (UTC)

Уважая Эйнштейна и ЛЮБОГО образованного человека... Не в пику им, а для развития взглядов на природу и человека: НИКАКОЙ эквивалентности между силами гравитации и силами инерции НЕТ! Силы инерции вообще НЕТ! Есть сила воздействия тела, движущегося по инерции, на другое тело, которое препятстует первому в направлении его движения. И наоборот - сила второго действует на первое. Обе эти силы равны. Вместо "сила инерции" правильней применять понятие "количество движения"(КД). КД не создаёт никакого поля. А вокруг тела всегда есть поле. Валентин Иванович 09:23, 16 сентября 2009 (UTC)

Исправления и вандализм

Цитата: Розделяют Сильный и Слабый принцып эквивалентности.
Кажется я переписывал эту статью в январе 2009, после замечания Berserkerus`а. Вернулся и обнаружил приписку выше всей статьи. Такого оставить не мог. Кто-то навандалил. Сейчас исправлю.
Как по вашему, сейчас статья отвечает заглавию?

ANemonov 19:43, 10 апреля 2009 (UTC)

Эвристический принцип

Принцип эквивалентности был эвристическим принципом, пока не определили его физический смысл. В 21 веке, зная атомно-молекулярное учение и законы Фарадея, можно увидеть , что как гравитация, так и инерция есть суть проявления электродинамического взаимодействия тела (точнее элементарных зарядов из которых оно состоит) с другим телом ( опять-таки элементарными зарядами содержащимися в этом теле). Гравитация и инерция – электромагнитные явления, которые определяются свойствами элементарных зарядов. Поэтому принцип эквивалентности, на самом деле, говорит не о двух свойствах одной сущности (массы), а об одной сущности - элементарный заряд.

Мы продолжаем использовать понятие «масса» только исключительно по инерции мышления.

См. Главы Инерция, Гравитация книги Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. "Как образуется химическая связь и протекают химические реакции". Москва, Граница, 2007г. 217.66.146.106 10:11, 6 мая 2011 (UTC)Victor

Будь Эйнштейн строителем он такого бы не написал: "Все явления в гравитационном поле происходят точно так же как в соответствующем поле сил инерции, если совпадают напряжённости этих полей и одинаковы начальные условия для тел системы." - в жизни нам всегда удается определить где мы находимся в поле тяготения или в поле сил инерции. 1. Отвесы в поле тяготения не параллельны и направлены к центру гравитации, а в поле сил инерции отвесы висят параллельно. 2. В поле гравитации сила тяжести зависит от высоты, в поле сил инерции такой зависимости нет. --188.43.35.183 10:29, 9 июня 2011 (UTC)

«Истинно Вам говорю — в корень зрите!» Вы верно выразили одну из проблем данной формулировки принципа. Для более подробного разбора см. литературу, приведённую в статье и в ОТО — там излагается проблема. --Melirius 19:21, 9 июня 2011 (UTC)

Чем больше читаю тем больше у меня возникает мнение - Инерция есть свойство пространства (вакуум или как угодно), гравитация свойство тел. Путать их или приравнивать рано или поздно на что-нибудь напорется. --Ruslan_G 10:20, 15 июня 2011 (UTC)

Философически говоря, Вы не правы: всё в точности до наоборот. Гравитация есть проявление искривлённости пространства-времени, которая может существовать вообще без тел, а инерционные свойства проявляются у полей потому, что в их лагранжианах есть массовые члены. --Melirius 13:21, 15 июня 2011 (UTC)

Интересно конечно Вы сказали, еще бы я понял о чем Вы говорите. Допустим есть два тела и нет других тел вокруг. Оба тела разлетаются ускорено, как посчитать силу инерции будет ли она равна на этих телах. Пусть есть три тела и нет других тел, два движутся равномерно относительно друг друга третье ускорено где возникнут силы инерции, и какие тела пребывают в ИСО. "...Для доказательства этого принципа Эйнштейн предложил следующий мысленный эксперимент. Пусть тела находятся в лифте, который бесконечно удалён от гравитирующих тел и двигается с ускорением..." - относительно чего проводились измерения ускорения? Безотносительно?

"а инерционные свойства проявляются у полей потому, что в их лагранжианах есть массовые члены." - не думал что природа знакома с лагранжианом. :). Скажем сила инерции появляется не потому что у полей (с их лагранжианом) есть массовые члены. А наверно это свойство этих тел в природе. При силе инерции какие поля возникают? Для общего моего развития спрашиваю.--Ruslan_G 07:03, 16 июня 2011 (UTC)

«Дьявол в деталях.» Нужно поточнее описать эксперимент: «Допустим есть два тела и нет других тел вокруг.» — это понятно, но дальше: «Оба тела разлетаются ускорено» — это что такое? Они в силовом поле, например, электромагнитном? Или чисто гравитационно взаимодействуют между собой? Или вообще не взаимодействуют? «Уточнить надыть…» Аналогично про три тела.

1. Пусть их расталкивает пружина.

2. Пусть расталкивает электростатическое поле.

3. Пусть одно тело испускает луч света - тогда согласно представлениям это тело испытает давление света и начнет двигаться ускорено.--Ruslan_G 11:32, 16 июня 2011 (UTC)

ОК, теперь вопрос, что Вы понимаете под силой инерции — и можно отвечать на Ваш исходный. --Melirius 13:42, 16 июня 2011 (UTC)

Хитры и осторожны ВЫ:). Сила инерции возникает при взаимодействии зарядов со своим полем. Поле заряда "сжимает" заряд со всех сторон. Заряд двигается таким образом чтобы сила со всех сторон компенсировалась. Если вы хотите изменить движение заряда Вам нужно "раскомпенсировать" это равновесие. Грубо говоря "правая" часть заряда отталкивается от "левой" и если траектория дуга то "сила" действия "правой" на "левую" сторону не равно действию "левой" на "правую" из-за разности скоростей и конечности скорости распространения электрического поля, возникшая разность сил "справа" и "слева" называется центробежной. То же самое происходит при ускорении (торможении) заряда, возникшая разность будет вызывать инертность заряда. Примерно так. Рассуждая в таком ключе я неявно допустил 1) поле заряда не принадлежит заряду и существует в некоторой среде (вакууме). 2) заряд взаимодействует с собственным полем. 3) первый пункт неявно подразумевает наличие локальной системы отсчета (Земля) связанной со средой(вакуумом). Ну вот Вы толкнули меня на ОРИС :) --Ruslan_G 06:41, 17 июня 2011 (UTC)

Нет, я Вас спрашиваю более физично — в каком эксперименте Вы собираетесь измерять силу инерции, а то философия — это хорошо, но на неопределённых понятиях далеко не уедешь. --Melirius 09:11, 17 июня 2011 (UTC)

Относительно ускорения я имею приятную возможность заявить, что оно-то как раз измеряется абсолютно и локально (то бишь не требует привлечения внешних тел для сличения) и равно первой кривизне мировой линии наблюдателя. Вообще тут известная путаница, так как люди, не знающие твёрдо ОТО, постоянно путают координатные величины и абсолютные: 4-ускорение мировой линии может иметь произвольные компоненты в зависимости от применённых координат, но его длина будет величиной абсолютной и именно к ней относится предыдущая фраза.

Я очень не силен "4-ускорение мировой линии...". Так понимаю ускорение это производная от скорости. Значит ускорение можно найти зная изменение скорости за единицу времени. А скорость можно измерить относительно чего-то. Я понимаю что ускорение можно измерить относительно ИСО легко и просто. Но как определить какая из систем отсчета ИСО а какая неИСО?--Ruslan_G 11:32, 16 июня 2011 (UTC)

«Вот тут-то собака и порыта!» Скорость — это просто производная от координат по времени. ИСО вообще не существуют. Одно и то же пространство-время можно покрыть любой координатной сеткой, потому и скорость можно сделать любой на выбор. Открою Вам секрет, что в общем виде скорость чего-то относительно чего-то (и даже расстояние) в пространстве-времени общей конфигурации — это плохо определённое понятие. Но вполне можно измерять что-то, что можно назвать скоростью, ну, например, по эффекту Доплера.

"ИСО вообще не существуют" - намекаете на фиктивность СТО :)? .Это не секрет если внимательно почитать СТО и обдумать то "ляпы видны", особенно когда читаешь "мысленные эксперименты".

«Нет, торопиться не надо…» — я не намекаю на фиктивность СТО, Вы меня неправильно поняли. СТО,мкак и любая физическая теория — это приближённое описание реальности, и в этом смысле безусловно фиктивно — не абсолютная истина, да. Но оно внутренне логически непротиворечиво, то есть внутри самой СТО как физической и математической модели ляпов нет. Просто мы знаем более широкую и подтверждённую модель ОТО, которая говорит о том, в каких условиях для описания экспериментов можно пользоваться более узкой моделью СТО, получая достаточную точность. --Melirius 09:11, 17 июня 2011 (UTC)

Ладно, вернёмся к нашим баранам. Если пространство-время, где мы будем разбирать движение тел — это пространство Минковского, тогда там есть класс выделенных координатных систем, согласованных с симметрией пространства-времени. То бишь, если мы сдвинемся по любому координатному направлению или повернёмся, то мы этого не заметим — в новых координатах все уравнения физики будут иметь те же самые решения (f(x,y,z,t) — решение, и та же функция, но от новых координат f(x',y',z',t') — решение). Связывая СО с такими системами координат, мы получаем, что результаты любых экспериментов в них не зависят от того, в какой конкретно системе они проводятся (опыт Майкельсона, к примеру). Это и есть принцип относительности Эйнштейна. При этом оказывается, что преобразования между этими координатными системами — преобразования Лоренца, а координаты событий в них очень просто связаны с результатами измерений, например, расстояние от тела, имеющего координаты (0,0,0), до тела с координатами (х,0,0), измеренное по определению метра, равно |х| и не меняется со временем. При этом такие СО очень хорошо ложатся в определение ИСО.

"То бишь, если мы сдвинемся по любому координатному направлению или повернёмся, то мы этого не заметим" - шутите? Заметим. Если ИСО не существует - очень даже заметим. При этом такие СО очень хорошо ложатся в определение ИСО. - вся беда в том что их нет. А эксперименты проведены на Земле которая неИСО. Попытка провести опыт Майкельсона в космосе подальше от Земли могут дать другие результаты. Где же мы найдем симметричное пространство? Спутник ИСЗ на орбите внутри невесомость сила инерции скомпенсирована (пусть не полностью) силой гравитацией, тела помещенное на расстоянии |х| при соблюдении определенных условий не будет менять положения со временем - это ИСО?--Ruslan_G 06:41, 17 июня 2011 (UTC)

Таак, всё сказанное относилось к пространству Минковского, где эти самые ИСО вполне себе есть. А пространство Минковского — хорошая модель, достаточно точная, только без гравитации вообще, потому Ваши последние замечания не совсем по делу. Вот спутник на орбите — это как раз пример описываемой далее локальной ИСО, где проявляются только приливные силы. --Melirius 09:11, 17 июня 2011 (UTC)

Но иногда неудобно применять к задаче именно эти системы координат. Вводя на том же пространстве-времени другую систему координат и записывая в ней наши уравнения физики, мы обнаруживаем, что, например, в уравнении движения частицы под действием электромагнитного поля слева (в части, описывающей саму частицу, а не действие поля на неё — действие-то справа) появляются дополнительные члены, которые при записи в согласованных с симметрией пространства координатах отсутствовали. Теперь — кто в лес, кто по дрова. Кто-то говорит, что это — реальные силы инерции и переносит их слева направо во втором законе Ньютона, кто-то говорит, что это — следствие перехода в неИСО и фиктивные силы. Лично моё мнение — это просто следствие перезаписи уравнений в несогласованных с симметрией пространства координатах, и силами это называть вообще вредно — все силы уже лежат в уравнениях справа.

А вот если симметрии в пространстве-времени нет, то ввести такие СО, чтобы везде уравнения физики были такими же, как в ИСО в пространстве Минковского, нельзя вообще. Только вдоль какой-то геодезической мировой линии можно ввести такие локальные координаты, что эффекты этих «сил инерции» будут начинаться при разложении в ряд Тейлора с членов, квадратичных по смещению от этой линии — приливные силы, а не постоянных или линейных, как в произвольной СО. Об этой системе обычно говорят как о локальной ИСО. Но важно не забывать, что она — своя для каждой геодезической, а эти приливные эффекты вообще неубираемы никакой СО. Поэтому и расстояние — плохо определённое понятие. Различные методы определения расстояния, а тем более скорости, совпадающие в пространстве Минковского, дают разные значения, к тому же меняющиеся со временем. Поэтому в ОТО предпочитают о взаимном расстоянии и скорости не говорить.

Главная фишка пространства-времени — это наличие метрики. Она позволяет сказать, сколько времени пройдёт на заданном отрезке мировой линии. От него — этого времени — вся физика и пляшет, главное опять-таки не забывать, что временная координата ≠ время (это опять-таки только в пространстве Минковского так можно сделать из-за его симметрии).

Теперь к 4-ускорению — вдоль произвольной мировой линии подбором координат можно убрать только константные члены разложения, останутся линейные по координатам. Они оказываются пропорциональны 4-ускорению, и соответственно по поведению частиц и физических систем, закреплённых на этой мировой линии, наблюдатель, двигающийся по ней, может измерить эти эффекты. Пример: растяжение динамометра грузом в том самом Эйнштейновом лифте. Чему сам наблюдатель припишет эти измеримые эффекты — глубоко пофиг, можно и силам инерции. Но возникают они именно из-за кривизны мировой линии, её негеодезичности, и характеризуют именно её, а не мифические силы инерции. А кривизна мировой линии определяется метрикой, так что можно, при большом желании, говорить об «ускорении СО относительно самого пространства-времени». Вот и весь сказ. --Melirius 13:42, 16 июня 2011 (UTC)

Вы меня покорили (редко кто пишет понятно, и без утайки) знанием столь столь сложных для физиков вещей, но очевидных для наблюдателя. Не проще ли упростить и убрать ИСО и перейти к неИСО. "говорить об «ускорении СО относительно самого пространства-времени»." - проще было сказать давайте примем Землю локальной системой отсчета и будем на земле плясать от нее (в этой Вашей фразе торжество и смерть ТО - не находите), тогда все станет понятнее и проще. Вычислить или измерить все инерциальные силы возникающие на земле и шабаш. Аль нет? Насчет сил инерции я бы считал бы их реальными, а то получается силы нереальные, а работу могут совершить очень даже реальную. Ведь локальных систем отсчета вокруг не много Планеты+Солнце, возможно в атомах ЛСО будет атом?. И ускорения и скорости все можно будет измерить относительно ЛСО очень просто. Опять ОРИС :). Интересно если бы химики и биологи так хорошо знали бы математику как физики, что из этого бы вышло? Боюсь даже представить :). --Ruslan_G 06:41, 17 июня 2011 (UTC)

«Не проще ли упростить и убрать ИСО и перейти к неИСО.» — так собственно всё это и сделано в ОТО. Я следую принципу Дирака: «Уравнения умнее людей», поэтому тонкие терминологические споры о силах инерции меня забавляют, как споры об ангелах на конце иглы. Впрочем, надо сказать, силы инерции работы не совершают: они не появляются как ковариантная дивергенция тензора энергии-импульса.

«Ведь локальных систем отсчета вокруг не много Планеты+Солнце, возможно в атомах ЛСО будет атом?.» — «Остапа понесло…» Не совсем ясно, о чём Вы, но локальных систем отсчёта бесконечно много, так как их можно привязать к любой мировой линии (любому наблюдателю, если угодно) и даже без оной, просто введя координаты от балды. --Melirius 09:11, 17 июня 2011 (UTC)

«При силе инерции какие поля возникают?» — конкретизируйте вопрос, опять непонятно. --Melirius 10:15, 16 июня 2011 (UTC)

Это ваша цитата "...а инерционные свойства проявляются у полей потому, что в их лагранжианах есть массовые члены. --Melirius (I) 13:21, 15 июня 2011 (UTC)" - вот я и спросил про поля?--Ruslan_G 11:32, 16 июня 2011 (UTC)

Поля не возникают, они уже изначально составляют всю материю — это полевая парадигма современной физики. То бишь мы с Вами — это сгустки фундаментальных полей типа солитонов, только квантовых. И вот эти-то поля обладают свойством инерционности, то есть свойством иметь связи между плотностями потоков энергии и импульса поля — измеряемых в соответствующих типах физических экспериментов и объединяемых в тензор энергии-импульса. И тип этой связи с теоретической точки зрения задаётся видом массовых членов лагранжианов полей, а с практической — определяется экспериментально. --Melirius 13:42, 16 июня 2011 (UTC)

"И вот эти-то поля обладают свойством инерционности, то есть свойством иметь связи между плотностями потоков энергии и импульса поля —..." - поля не обладают инертностью признайтесь - это попытка утверждать что поле привязано к объекту который его породил как "волосы на голове" потяни за волосы потянется голова, "уперлись волосы уперлась голова". Как такой страшный мир умещается в голове и не конфликтует? Если рассмотреть то инертность полей это следствие того что поле наталкивается на само себя, или нет. Если мы начнем разделять на все более элементарные части мы достигнем уровня когда части не будут обладать инертностью? Т.е. часть инертностью не обладает, а объект собранный из таких частей инертностью обладает? Философия прям какае-то.--Ruslan_G 06:41, 17 июня 2011 (UTC)

У Вас несколько «первобытно-девственное» понимание полей. Описанная ситуация — «Т.е. часть инертностью не обладает, а объект собранный из таких частей инертностью обладает?» — это стандарт в нынешней физике. Именно взаимодействие полей (которое можно «по рабоче-крестьянски» назвать «поле наталкивается на само себя» или на другие поля) придаёт массу изначально безмассовым W- и Z-бозонам — можно понимать это как наличие

на них «шубы» из хиггсового поля. Аналогично с массами адронов, включая протоны и нейтроны — это сгустки полей лёгких кварковых полей + безмассовых глюонов — а масса целого оказывается намного больше массы составных частей. Вообще в ТО масса не аддитивна, что хорошо написано в статье Эквивалентность массы и энергии. --Melirius 09:11, 17 июня 2011 (UTC)

---

С Вами Melirius приятно общаться. Я правильно усвоил:

• 1. Спутник ИСЗ на круговой орбите это пример ИСО (если пренебречь приливными силами).
• 2. Если на этой же орбите находиться еще спутники то это тоже ИСО. В 1. и 2. Время течет одинаково все одинаковое.
• 3. Если существует другой спутник тоже на круговой орбите, но на другой высоте (в отличие от 1 ) то эта система также будет ИСО.
• 4. Случай 1. и 3. две ИСО но с разной скоростью течения времени.
• 5. Внутри этих спутников 1. и 3. я не смогу определить (без приливных сил) ни скорость ни высоту, без наблюдений выходящих за пределы спутника.

"Впрочем, надо сказать, силы инерции работы не совершают: они не появляются как ковариантная дивергенция тензора энергии-импульса" - что за сила расплющивает нос о лобовое стекло при торможении автомобиля?

"У Вас несколько «первобытно-девственное» понимание полей. " - зато я быстро учусь с Вашей помощью. "«Т.е. часть инертностью не обладает, а объект собранный из таких частей инертностью обладает?» — это стандарт в нынешней физике." - тогда что есть часть необладающая инерцией, и почему она неинертна?

"это сгустки полей лёгких кварковых полей + безмассовых глюонов — а масса целого оказывается намного больше массы составных частей. Вообще в ТО масса не аддитивна, " - тогда что есть масса. Масса не свойство тела, а свойство зарядов упираться в свою шубу? Тогда какой физический смысл во всех массах покоя и попытках измерить какая частица тяжелее. По сути меряется f(q,r)=m масса есть функция от заряда и диаметра частицы?

--Ruslan_G 11:21, 17 июня 2011 (UTC)