Въвеждане на допълнителни измерения във физиката и ползите от тях

[Кухулин]

Ахмм... следващият въпрос възниква естествено. Да речем имаме система от две отдалечени тела, които вършат работа чрез тъмната енергия (разширяване на пространството). Значи ли това, че като "отнемаме" енергия от тъмната енергия, забавяме разширяването? И всъщност тези две тела, като вършат работа, създават гравитация, която противостои на разширяването...

Пфф. Ще медитирам върху тези неща, ама по-нататък.

[Кухулин]

Преди 2 минути, Станислав Янков said:

Разширението на Вселената не е отблъскване, а тъмната енергия е увеличението на темпа на това разширение с времето.

Ами ако вържем две достатъчно отдалечени тела с въже, те ще го опъват. Директно отиваме в тензора, там отстрани на диагонала. Уж няма нищо, а изведнъж има нещо...

[scaner]

Една интересна статия, свързана с реалността на тъмната материя (и енергия), демонстрираща как заснетите изображения на черни дупки доказват ОТО и нанасят удар по теориите за модифицирана гравитация:

Изображенията на черни дупки нанасят смъртоносен удар на миметичната теория за гравитацията

https://nauka.offnews.bg/fizika/izobrazheniata-na-cherni-dupki-nanasiat-smartonosen-udar-na-mimetichna-201233.html

 

[Станислав Янков]

Преди 5 минути, Кухулин said:

Ами ако вържем две достатъчно отдалечени тела с въже, те ще го опъват. Директно отиваме в тензора, там отстрани на диагонала. Уж няма нищо, а изведнъж има нещо...

Друго от предположенията във връзка с тъмната енергия е това, че има участъци между галактиките и още по-точно между галактическите купове и свръх-купове с изключително ниска плътност на материята. Когато някъде в пространството материята е с плътност, по-ниска от 1/10^30 грама на кубически сантиметър - това води до разширение на пространството в този участък (отстоянията между несвързаните електромагнитно и гравитационно частици, чак до галактиките в големите далечини, се увеличават). Така участъците във Вселената с плътност на материята под гореспоменатата критична все повече се увеличават и това води и до ускорението на разширението.

[Кухулин]

Тоя май нещо ме пързаля. Или аз не схващам тънкостите на кривината.

 

Щом извършва работа, значи участва в тензора енергивя-импулс?

Edit

 

Абсолютно точно! Тъмната енергия не само участва в тензора енергия-импулс, но всъщност е дефинирана именно чрез него.

Тензорът енергия-импулс за тъмната енергия:

За хомогенна и изотропна тъмната енергия (като космологичната константа):

T^μν = diag(ρ, -p, -p, -p)

където:

• T^00 = ρ (плътност на енергия)
• T^11 = T^22 = T^33 = -p (налягане във всички пространствени посоки)

Уравнението на състоянието: За тъмната енергия: p = wρc², където w ≈ -1

Това дава: T^μν = diag(ρ, -ρc², -ρc², -ρc²)

Връзка с кривината: През уравненията на Айнщайн: G^μν = (8πG/c^4) T^μν

тензорът на тъмната енергия директно определя кривината на пространство-времето и по-специално ускореното разширяване на Вселената.

Физическа интерпретация: Негативното налягане в T^ij компонентите е това, което причинява "отблъскващия" гравитационен ефект на тъмната енергия - точно обратното на обикновената материя.

Така че да - тъмната енергия е пълноправен източник в тензора енергия-импулс и именно затова може да извършва работа и да влияе на кривината на пространство-времето!

Retry

 

А щом извършва работа, тъмната енергия не може ли да се преобразува в гравитация?

Edit

 

Интересна мисъл, но тук има концептуална обърканост относно природата на гравитацията в общата теория на относителността.

Гравитацията не е енергия: В ОТО гравитацията не е сила или форма на енергия, а геометрично свойство на пространство-времето. Тя е проявление на кривината, а не нещо, в което може да се "преобразува" енергия.

Какво всъщност се случва:

• Тъмната енергия (чрез T^μν) причинява кривина на пространство-времето
• Тази кривина се проявява като гравитационни ефекти
• Но не става "преобразуване" на енергия в гравитация

Аналогия: Подобно на това как електрическият заряд създава електрическо поле, но не се "преобразува" в полето - зарядът остава, а полето е негово проявление.

Преобразуване на енергия: Тъмната енергия може да се преобразува в други форми на енергия (кинетична, топлинна и т.н.), но винаги чрез взаимодействие с материя. Например:

• Разтласкване на галактики (кинетична енергия)
• Работа срещу гравитационни полета
• Нагряване на материя при определени процеси

Заключение: Тъмната енергия влияе върху гравитацията (кривината), но не се "преобразува" в нея. Гравитацията е геометрично свойство, а не форма на енергия.

 

Как тъмната енергия ще "нагрява материята при определени процеси" и как това няма да си е чисто нормално гравитационно изкривяване...

[scaner]

Преди 25 минути, Кухулин said:

Как тъмната енергия ще "нагрява материята при определени процеси" и как това няма да си е чисто нормално гравитационно изкривяване...

За нагряването не знам какво има пред вид. Иначе най-простата представа за тъмната енергия е равномерно разпределена материя с отрицателна маса.

[Кухулин]

Преди 5 минути, scaner said:

За нагряването не знам какво има пред вид. Иначе най-простата представа за тъмната енергия е равномерно разпределена материя с отрицателна маса.

Някакви локуми, дето май е най-добре да ги забравим.

https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0035-001X2022000200504&script=sci_arttext

 

Преди 5 минути, scaner said:

За нагряването не знам какво има пред вид. Иначе най-простата представа за тъмната енергия е равномерно разпределена материя с отрицателна маса.

Аз имам чувството, че някакво количество от тази отрицателна маса би могло да се преобразува в положителна нормална маса с посредничеството на друга нормална маса в ролята на "катализатор".

[Станислав Янков]

On 5.07.2025 г. at 15:04, Шпага said:

Според мен, болдираното по-горе не е вярно. Пространствено-времевият интервал между две събития е един и същ във всички системи. Но пространственият интервал и времевият интервал между същите две събития са различни в различните системи. Т.е. в пространство-времето интервалът е инвариант, но не е инвариант, когато става за интервал между две събития в пространството и за интервал между тези събития във времето. Те биха били инварианти само ако става дума за една-единствена ИС.

Там е работата, че аз никъде досега не обсъждам две събития, а винаги имам предвид две координатни системи, с техните мирови линии. Ако не греша - между тези две ситуации има разлика. Какво са две събития? Това са неща без някаква връзка помежду им (например избухване в два различни момента t1 и t2 на две различни супернови), на които неща не се приписва координатна система, а само се определя интервала (пространствено-времевия) между тях от гледната точка на две координатни системи (едната е приета за неподвижна, а другата се движи с някаква скорост v), в рамките на които системи се случват събитията. Между събитията няма скорост, те са точкови, докато системите ВИНАГИ се движат една спрямо друга с някаква скорост (включително и нулева, когато са в покой една спрямо друга).

Ето пример: Имаме две координатни системи S и S`, като S се счита за неподвижна, а S` се движи със скорост v=0.5с. Имаме две събития А и В, като в системата S събитието А се случва в xА=1 и ctА=1, а събитието В се случва в хВ=2 и ctВ=2 (две избухвания на две супернови, никоя от които НЕ Е двете координатни системи, а представляват две отделни събития в рамките двете системи). В системата S А=(1,1) и В=(2,2). Гама-факторът е равен на 1,15470053837925. x`А=1,15470053837925(1-0,5.1)=0,57735026918963 (x`=Гама(х-Бета ct) и ct`=Гама(ct-Бета х)). Параметрите на А в системата S` са x`А=0,57735026918963 и ct`А=0,57735026918963. x`В=1,15470053837925(2-0,5.2)=3,46410161513775. Параметрите на В в системата S` са x`В=3,46410161513775 и ct`В=3,46410161513775. В системата S хВ-хА=2-1=1 и ctB-ctA=2-1=1. В системата S` x`B-x`A=2,88675134594812 и ct`B-ct`A=2,88675134594812. ds<sup>2</sup>=cdt<sup>2</sup>-dx<sup>2</sup> и ds`²=cdt`<sup>2</sup>-dx`². ds²=1²-1²=0. ds`²=2,88675134594812²-2,88675134594812²=8,333333333333282-8,333333333333282=0.

Тук пространствено-времевите интервали наистина съвпадат - резултатът и на двата е 0. Съвсем не е така, когато се разглеждат отношенията между две или повече координатни системи помежду им, не на интервала между някакви събития в рамките на тези две системи. Тогава интервалите (свързани с мировите линии на системите), когато двете системи се движат една спрямо друга, не са равни един на друг и аз разглеждам САМО ТАКИВА СИТУАЦИИ (ситуации между координатни системи, които се движат с някаква скорост една спрямо друга). Никъде не съм споменавал за събития и не разбирам защо разговорът постоянно се насочва към събития и към особеностите на пространствено-времевите интервали между събития.

[Станислав Янков]

Преди 15 часа, Кухулин said:

Как тъмната енергия ще "нагрява материята при определени процеси" и как това няма да си е чисто нормално гравитационно изкривяване...

Относно това нещо има някакво уточнение, което би могло да е от значение:

Преди 15 часа, Кухулин said:

Тъмната енергия може да се преобразува в други форми на енергия (кинетична, топлинна и т.н.), но винаги чрез взаимодействие с материя.

 

Редактирано Юли 9 от Станислав Янков

[scaner]

Преди 26 минути, Станислав Янков said:

Преди 15 часа, Кухулин said:

Тъмната енергия може да се преобразува в други форми на енергия (кинетична, топлинна и т.н.), но винаги чрез взаимодействие с материя.

 

Да тръгнем от там, че тъмната енергия не е енергия?  А някаква форма на материята, с подвеждащо име.

[Станислав Янков]

Преди 1 час, scaner said:

Да тръгнем от там, че тъмната енергия не е енергия?  А някаква форма на материята, с подвеждащо име.

Това е някакъв важен момент, на който аз досега не съм обръщал нужното внимание! Пространството не беше материя, не взаимодейства, а разширението на Вселената е свързано с увеличаване на пространствените отстояния между материалните обекти (включително между върховете/падовете на електромагнитните вълни - увеличаване на дължините им = намаляване на енергията им). Тъмната енергия е ускоряването на това разширение на Вселената. Нещо при това ускоряване се счита за взаимодействащо с другата материя ли или има някаква по-различна логика?

[Шпага]

On 9.07.2025 г. at 0:41, Станислав Янков said:

Там е работата, че аз никъде досега не обсъждам две събития, а винаги имам предвид две координатни системи, с техните мирови линии. Ако не греша - между тези две ситуации има разлика. Какво са две събития? Това са неща без някаква връзка помежду им (например избухване в два различни момента t1 и t2 на две различни супернови), на които неща не се приписва координатна система, а само се определя интервала (пространствено-времевия) между тях от гледната точка на две координатни системи (едната е приета за неподвижна, а другата се движи с някаква скорост v), в рамките на които системи се случват събитията. Между събитията няма скорост, те са точкови, докато системите ВИНАГИ се движат една спрямо друга с някаква скорост (включително и нулева, когато са в покой една спрямо друга).

Ето пример: Имаме две координатни системи S и S`, като S се счита за неподвижна, а S` се движи със скорост v=0.5с. Имаме две събития А и В, като в системата S събитието А се случва в xА=1 и ctА=1, а събитието В се случва в хВ=2 и ctВ=2 (две избухвания на две супернови, никоя от които НЕ Е двете координатни системи, а представляват две отделни събития в рамките двете системи). В системата S А=(1,1) и В=(2,2). Гама-факторът е равен на 1,15470053837925. x`А=1,15470053837925(1-0,5.1)=0,57735026918963 (x`=Гама(х-Бета ct) и ct`=Гама(ct-Бета х)). Параметрите на А в системата S` са x`А=0,57735026918963 и ct`А=0,57735026918963. x`В=1,15470053837925(2-0,5.2)=3,46410161513775. Параметрите на В в системата S` са x`В=3,46410161513775 и ct`В=3,46410161513775. В системата S хВ-хА=2-1=1 и ctB-ctA=2-1=1. В системата S` x`B-x`A=2,88675134594812 и ct`B-ct`A=2,88675134594812. ds<sup>2</sup>=cdt<sup>2</sup>-dx<sup>2</sup> и ds`²=cdt`<sup>2</sup>-dx`². ds²=1²-1²=0. ds`²=2,88675134594812²-2,88675134594812²=8,333333333333282-8,333333333333282=0.

Тук пространствено-времевите интервали наистина съвпадат - резултатът и на двата е 0. Съвсем не е така, когато се разглеждат отношенията между две или повече координатни системи помежду им, не на интервала между някакви събития в рамките на тези две системи. Тогава интервалите (свързани с мировите линии на системите), когато двете системи се движат една спрямо друга, не са равни един на друг и аз разглеждам САМО ТАКИВА СИТУАЦИИ (ситуации между координатни системи, които се движат с някаква скорост една спрямо друга). Никъде не съм споменавал за събития и не разбирам защо разговорът постоянно се насочва към събития и към особеностите на пространствено-времевите интервали между събития.

За съжаление не успях да разбера какво всъщност имаш предвид. Надявам се, че Сканер или Гравити ще помогнат... отново

[Gravity]

Преди 46 минути, Шпага said:

За съжаление не успях да разбера какво всъщност имаш предвид. Надявам се, че Сканер или Гравити ще помогнат... отново

Аз не мога да помогна. Не е ясно какво точно казва. Говори за събития, после казва, че било системи!

[Станислав Янков]

Преди 21 минути, Gravity said:

Аз не мога да помогна. Не е ясно какво точно казва. Говори за събития, после казва, че било системи!

Събитията са (точките) А и Б - регистрация на избухване на една супернова А и последваща регистрация на избухване на втора супернова В от две координатни системи S и S', които се движат една спрямо друга със скорост v=0.5с и системата S се счита за неподвежната. Координатните стойности на двете събития са хА=1, ctA=1, хВ=2 и ctB=2 в считаната за неподвижна система S. Стойностите х'А=0,57735026918963, ct'А=0,57735026918963, x'B=3,46410161513775 и ct'В= 3,46410161513775 в считаната за движеща се със скорост v=05c система S' са намерени чрез Лоренцовите трансформации. След това от стойностите В са извадени стойностите А и са намерени пространствено-времевите интервали s и s', които съвпадат (по координатите у и z няма движение /=0/, затова те просто не са включени във формулата за интервала). Избрани са стойности за лесни сметки, а не реалистични такива.

[Gravity]

Преди 18 минути, Станислав Янков said:

Събитията са (точките) А и Б - регистрация на избухване на една супернова А и последваща регистрация на избухване на втора супернова В от две координатни системи S и S', които се движат една спрямо друга със скорост v=0.5с и системата S се счита за неподвежната. Координатните стойности на двете събития са хА=1, ctA=1, хВ=2 и ctB=2 в считаната за неподвижна система S. Стойностите х'А=0,57735026918963, ct'А=0,57735026918963, x'B=3,46410161513775 и ct'В= 3,46410161513775 в считаната за движеща се със скорост v=05c система S' са намерени чрез Лоренцовите трансформации. След това от стойностите В са извадени стойностите А и са намерени пространствено-времевите интервали s и s', които съвпадат (по координатите у и z няма движение /=0/, затова те просто не са включени във формулата за интервала). Избрани са стойности за лесни сметки, а не реалистични такива.

Именно, това са две събития и пространствено-времевия инревал между тях. Но по горе написа

On 8.07.2025 г. at 22:41, Станислав Янков said:

Там е работата, че аз никъде досега не обсъждам две събития,...

 

[Станислав Янков]

Преди 36 минути, Gravity said:

Именно, това са две събития и пространствено-времевия инревал между тях. Но по горе написа

Преди този пример (той е пръв и последен със събития) обсъждам само ситуации с движещи се един спрямо друг обекти с някаква скорост, на всеки от които е присвоена координатна система и имат мирови линии (мировите линии също са изградени от поредици събития, но това е друг въпрос). Този пример е единствения досега със събития и няма да има други. Дори твоя пример към Ники от 2-ра страница може да се представи чрез две координатни системи - нещото, което се движи със скоростта на светлината може да бъде светлина (наблюдател, който излъчва светлина от фенерче, тя се отразява в огледало и се връща обратно към него). На фронта на тази светлина може да се присвои втора координатна система, чиито координати х' и ct' да са събрани в светлинната линия под 45 градуса и затова няма да има примови х- и ct-параметри - могат да се ползват само параметрите от покоящата координатна система на наблюдателя (тази, която ти казваш, че е единствената в твоя пример).

Редактирано Четвъртък в 17:20 от Станислав Янков

[Станислав Янков]

Преди 2 часа, Шпага said:

За съжаление не успях да разбера какво всъщност имаш предвид. Надявам се, че Сканер или Гравити ще помогнат... отново

Добре дошла е всяка тяхна намеса, ако пожелаят. Тук аз съм изпълнил всички условия за инвариантност на пространствено-времевия интервал s. Главното условие е да се разглеждат събития, на които не може да се припише координатнатна система и мирова линия. Регистрацията на светлина от избухването на две различни супернови, на две различни места в пространството, регистрирани от две различни координатни системи, които се движат със скорост половината от скоростта на светлината една спрямо друга, отговаря на това условие - експлозията на различните супернови не е нещо, което може да се свърже със скорост и мирова линия на обект. Това са просто две отделни точкови събития, наблюдавани от две различни инерциални системи, които се движат една спрямо друга със скорост 0.5с. Тогава пространствено-времевия интервал s между двете събития в едната и във втората координатна система (където е s') съвпада, s=s' (=0 - избрани са стойности, лесни за изчисляване, а не реалистични такива).

От друга страна, когато разглеждаме помежду им обекти, които се движат с някакви скорости един спрямо друг, те могат да имат различни пространствено-времеви интервали (въпреки, че интервалите са поредици от множество точки/събития), защото могат да имат мирови линии с различни дължини, а стойността на интервалите е свързана с дължината на мировите линии.

Редактирано Четвъртък в 17:15 от Станислав Янков

[scaner]

Преди 11 минути, Станислав Янков said:

Тук аз съм изпълнил всички условия за инвариантност на пространствено-времевия интервал s. Главното условие е да се разглеждат събития, на които не може да се припише координатнатна система и мирова линия.

Събитията са точки от пространство-времето. Като такива, те имат координати във всяка координатна система.

Събитията нямат мирова линия, такава имат обектите със които се случват събитията.

Преди 12 минути, Станислав Янков said:

Регистрацията на светлина от избухването на две различни супернови, на две различни места в пространството, регистрирани от две различни координатни системи, които се движат със скорост половината от скоростта на светлината една спрямо друга, отговаря на това условие - експлозията на различните супернови не е нещо, което може да се свърже със скорост и мирова линия на обект.

Координати на събитието е едно, регистрация на светлината от събитията - съвсем друго, свързано със съвсем други събития. 

Преди 14 минути, Станислав Янков said:

От друга страна, когато разглеждаме помежду им обекти, които се движат с някакви скорости един спрямо друг, те могат да имат различни пространствено-времеви интервали (въпреки, че интервалите са поредици от множество точки/събития), защото могат да имат мирови линии с различни дължини, а стойността на интервалите е свързана с дължината на мировите линии.

Интервалът е характеристика на събития, не на движещи се обекти, и няма отношение към "дължината на мировата линия", каквото и да значи това... Две събития може да са, може да не са на една и съща мирова линия на някакъв обект.

[Станислав Янков]

Преди 31 минути, scaner said:

Събитията са точки от пространство-времето. Като такива, те имат координати във всяка координатна система.

Чакай! Имат координати или имат параметри по координатите на координатните системи, които ги регистрират, без самите събития да разполагат с присвоени координатни системи? На мен ми се струваше, че досега с Гравите многократно ми обяснявахте второто (че събитията не разполагат със собствени координатни системи, а че само се отчитат техните стойности по координатите на някакви други координатни системи)!

[Станислав Янков]

Преди 43 минути, scaner said:

Координати на събитието е едно, регистрация на светлината от събитията - съвсем друго, свързано със съвсем други събития.

Да кажем - става дума за разположението на датчиците, които са регистрирали светлината. Не се занимаваме с местоположението на суперновите, от които светлината е дошла до датчиците. В системата S (приетата за неподвижна), датчикът, регистрирал събитие А, се намира на 1 метър от центъра на системата по оста х, а датчикът, регистрирал събитието В - на 2 метра от центъра на системата. Събитието А е регистрирано 1 секунда след началния (нулевия) времеви момент, а събитието В - 2 секунди след началния момент (нулевия център на координатната система S).

Редактирано Четвъртък в 18:21 от Станислав Янков

[Станислав Янков]

Ето и детайли, които са ползвани за част от сметките (ползвах максимално неща наготово, за да не объркам някоя дреболия):

[scaner]

Преди 29 минути, Станислав Янков said:

Чакай! Имат координати или имат параметри по координатите на координатните системи, които ги регистрират, без самите събития да разполагат с присвоени координатни системи?

И двете: имат координати, демек имат параметри по координатите на координатните системи, които ги регистрират (които са всички координатни системи).

Събитията са точки, точките сами по себе си нямат координатни системи. Те са притежание на всички координатни системи.

Преди 27 минути, Станислав Янков said:

Да кажем - става дума за разположението на датчиците, които са регистрирали светлината. Не се занимаваме с местоположението на суперновите, от които светлината е дошла до датчиците. В системата S (приетата за неподвижна), датчикът, регистрирал събитие А, се намира на 1 метър от центъра на системата по оста х, а датчикът, регистрирал събитието В - на 2 метра от центъра на системата. Събитието А е регистрирано 1 секунда след началния (нулевия) времеви момент, а събитието В - 2 секунди след началния момент (нулевия център на координатната система S).

Да де, събитията А и В не са събитията от които се интересуваме - избухването на свръхновите.

[Станислав Янков]

Преди 1 минута, scaner said:

И двете: имат координати, демек имат параметри по координатите на координатните системи, които ги регистрират (които са всички координатни системи).

Събитията са точки, точките сами по себе си нямат координатни системи. Те са притежание на всички координатни системи.

"Имат координати" аз го разбирам като точките да имат собствена координатна система, свързана с техния център и това да е трета координатна система, освен други две, по координатите на които се регистрират параметрите на точките. Така би излязло, че точките са обект, на който се присвоява координатна система и съм сигурен, че нямаш предвид това - второто ти изречение потвърждава тази моя увереност. Много често се обърквах от това, макар да е ясно, че не е имало нищо умишлено от ваша с Гравити страна. Сега вече смятам, че разбирам какво имаш предвид. Сега за първи и последен път давам пример със събития, за да покажа, че разбирах тези ваши обяснения, просто не разбирах, защо постоянно насочвате разговора към тях, при условие, че аз се стремя да анализирам детайлите във връзка с движещи се един спрямо друг обекти, с присвоена към всеки от тях координатна система, техните мирови линии (дължините им, които са пространствено-времевите интервали, след като се намират по формулата за интервалите) и откъде биха могли да произхождат релативистките особености във връзка със стойностите на тези линии (ясно е, че пространствено-времево произлизат от геометрията на пространство-времето, става дума според моя алтернативен подход с четирите пространствени измерения и асиметрията между тях).

[scaner]

Преди 4 минути, Станислав Янков said:

"Имат координати" аз го разбирам като точките да имат собствена координатна система, свързана с техния център и това да е трета координатна система, освен други две, по координатите на които се регистрират параметрите на точките.

Грешно го разбираш. Точките имат координати във всяка произволно избрана координатна система. Понятието "собствена координатна система" в случая няма смисъл.

Ох, писна ми...

[Кухулин]

On 8.07.2025 г. at 23:53, scaner said:

За нагряването не знам какво има пред вид.

Мислен експеримент:

Две отдалечени тела, свързани с въже. Тъмната енергия опъва въжето. По средата свързваме механизъм, който превръща опъването в свиване (лостове, хидравлика). Свиваме някакъв обем газ и температурата му се вдига. Тъмната енергия върши работа и я превръща директно в топлина. Оттам и до синтезиране на нормална материя може да се стигне.

А някъде много далеч в бъдещето, когато тъмната енергия ускори достатъчно разширението и започне да разкъсва протоните, как ли ще реагират кварките на това?

https://en.wikipedia.org/wiki/Color_confinement