Menu

Strona główna → Pytania → Teoria względności

Teoria względności

  • Jak zakrzywienie czasoprzestrzeni wpływa na ruch ciał?

    Mam pytanie o grawitację w ogólnej teorii względności (OTW). W książkach popularnonaukowych grawitacja w ujęciu OTW jest opisywana jako odchylanie toru ruchu obiektów z powodu zakrzywienia czasoprzestrzeni. Jest to całkiem intuicyjne wyjaśnienie dla obiektów, które są w ruchu, jednak co dzieje się w przypadku ciał będących w spoczynku? Grawitacja opisywana…

  • Jaką energię ma foton?

    Mam pytanie dotyczące ogólnie natury fotonu. Mechanika kwantowa określa energię fotonu jako $E=h f$. Jest to zgodne oczywiście z opisem mechaniki relatywistycznej, dla fotonu w próżni, czyli takiego, którego prędkość jest równa $c$. Wzór na energię w STW ma postać $E=\gamma m_0 c^2$, gdzie $\gamma$ to czynnik Lorentza. Dla fotonu…

  • Czy mechanika kwantowa jest spójna z teorią względności?

    Z tego co wiem, to Mechanika Kwantowa nie jest "spójna" z Teorią Względności. 1. Czy ta niespójność wiąże się tylko z problemem czysto koncepcyjnym? Mechanika Kwantowa jest teorią probabilistyczną, a Teoria Względności nie jest teorią probabilistyczną, więc ogólnie nie dałoby się prosto uogólnić Mechaniki Kwantowej, tak aby w jej zakres…

  • Jak zakrzywienie czasoprzestrzeni wpływa na propagację światła?

    Pytanie dotyczy wizualizacji jaka się często przedstawia przy omawianiu czasoprzestrzeni. Pokazana jest płaszczyzna (elastyczna) i położona jest na niej jakaś kula imitująca masę, która zakrzywia czasoprzestrzeń. Następnie jest pokazany ruch np. kuli, który pod wpływem tej zakrzywionej powierzchni jest odchylony od prostej. Zatem, jeżeli foton leci prosto i napotyka coś…

  • O antygrawitacji

    Czy z punktu widzenia matematyki jest możliwość, by w równaniach postawić grawitację niejako na "głowie"? Skoro wg fizyków nic nie stoi na przeszkodzie, by w tych samych równaniach czas płynął do tyłu, to chyba równie dobrze można zamienić grawitację na antygrawitację. W końcu byłoby to nawet zgodne z obecną kosmologią,…

  • Tensor energii-pędu i ciśnienie promieniowania w kosmologii

    Dziękuję za odpowiedź na pytanie "Symulacje ewolucji Wszechświata i ciemnej materii". W tej odpowiedzi niezrozumiałe są dla mnie zdania: "Pył daje wkład tylko do gęstości energii, w przeciwieństwie do promieniowania, które generuje pole grawitacyjne również przez swoje ciśnienie. Ciemna energia generuje takie pole, jak promieniowanie o ujemnym ciśnieniu". I tak:…

  • Czym jest czas?

    Od roku nurtują mnie pytania na temat czasu. Zaczynając "czym w ogóle jest" przez "co można nim zrobić" do "czy czas jest szybszy niż światło?". Moim zdaniem to nowy dział fizyki, gdyż nie spotkałem się z działem badającym właściwości czasu. Głównym pytaniem na jakie chciałbym odpowiedzieć jest: "czy czas ma…

  • Splątanie kwantowe i czarne dziury

    Mam pytanie dotyczące mechaniki kwantowej i teorii stanu splątanego. Mechanika kwantowa przewiduje nieskończenie szybką propagację informacji dotyczącej stanu jednej ze splątanych cząstek do drugiej. Można by to ująć: "tak, jakby przestrzeń między nimi nie istniała". Oznacza to nawet, że jeśli splątane cząstki będą oddalone o miliardy lat świetnych, ich wzajemne…

  • Grawitacyjne tsunami

    Co by się stało, gdyby przez naszą galaktykę, przez Ziemię i przez nasze ludzkie ciała przeleciała fala grawitacyjna o długości fali 1mm, albo całe grawitacyjne tsunami o długości fali kilku kilometrów? Co by się stało z Ziemią? Jak wpłynęłoby to na ludzkie życie? Czy atomy wchodzące w skład naszego ciała…

  • Jaki kształt ma czarna dziura?

    Jaki kształt ma czarna dziura? Często mówi się o dysku akrecyjnym, dżetach, horyzoncie zdarzeń. Jednak czasami czyta się, że jest to kula z osobliwością w centrum, a horyzont zdarzeń to sfera.

  • Jak szybko można się starzeć?

    Po obejrzeniu filmu Interstellar ciekawi mnie jedna rzecz. Czy to możliwe, że człowiek w innej galaktyce (do której dostał się przez tunel czasoprzestrzenny) mógłby być na planecie na której godzina równa się 7 lat ziemskich. Czy taki człowiek nie zestarzałby się w godzinę o 7 lat? I w jaki sposób…

  • Co oznacza, że czasoprzestrzeń ma czwarty wymiar?

    Mam pytanie odnośnie struktury czasoprzestrzeni. Co oznacza, że czasoprzestrzeń ma czwarty wymiar? Czy czasoprzestrzeń ma czwarty wymiar "przestrzenny" (jak osie $x,y,z$) czy "czasowy"?…

  • Modyfikacje teorii Einsteina

    Wariacja skalara krzywizny czasoprzestrzeni $R$ względem tensora metrycznego generuje równania teorii Einsteina. Z pewnych moich obliczeń wynika, że teoria grawitacji powinna wynikać z wariacji kwadratu tej krzywizny $R^2$. Czy taka teoria grawitacji byłaby sensowna praktycznie i czy są opublikowane rozwiązania modeli takiej teorii potwierdzające lub zaprzeczające jej sens?…

  • Drugi koniec kija

    Mam pytanie o "prędkość rozchodzenia się odkształcenia w ośrodku". Jeżeli mam kij długości np. 1000 km i popchnę go za koniec, to po jakim czasie drugi koniec się poruszy? Innymi słowy ile czasu potrzebuje odkształcenie na przejście z mojego końca na drugi koniec kija?…

  • Wersja paradoksu tyczki

    Wyobraźmy sobie statek kosmiczny, który leci przez kosmos z punktu A do B z prędkością $0.99 c$. O ile się orientuję skrócenie Lorentza sprawi, że z punktu widzenia pasażerów odległość AB jak i długość wszystkich mijanych obiektów się skróci, tym samym długość statku pozostanie bez zmian. Teraz przyjmijmy drugi identyczny…

  • Foton i czas

    W jaki sposób doświadcza czasu foton? Ile czasu upływa od jego emisji do absorpcji w jego własnym układzie odniesienia?Jaką drogę pokonuje? Czy foton jest cząsteczką czasoprzestrzenną? A może czasoprzestrzeń ma sens tylko dla cząsteczek elementarnych z masą spoczynkową? Jak wiąże to czasoprzestrzeń z polem Higgsa?…

  • Wewnętrzny horyzont zdarzeń

    Wielu z nas słyszało o horyzoncie zdarzeń, ale ostatnio zostałem zaskoczony (chyba) nowym pojęciem: wewnętrzny horyzont zdarzeń. Co to jest?…

  • Dylatacja czasu i skrócenie Lorentza

    Mam pytania dotyczące dylatacji czasu. Wiem, że jest na tej stronie kilka pytań i odpowiedzi dotyczących tej kwestii. Ale pozostaje mi jeszcze jedna sprawa. Z eksperymentów z zegarami atomowymi wożonymi w samolotach pasażerskich można się dowiedzieć, że po przywiezieniu ich z powrotem na Ziemię, spóźniają się one w stosunku do…

  • Zobaczyć koniec Wszechświata?

    W pobliżu czarnej dziury, blisko horyzontu zdarzeń czas podobno płynie wolniej. Dla obiektu poruszającego się blisko horyzontu zdarzeń czas zewnętrzny (np. dla Ziemi) będzie upływał bardzo szybko. Jeśli taki obiekt będzie poruszał się dostatecznie długo dookoła czarnej dziury to czy można powiedzieć, że obiekt "zobaczy" koniec Wszechświata? Ciężko to sobie…

  • Z czego jest zbudowana czasoprzestrzeń?

    Z czego jest zbudowana czasoprzestrzeń? Według Ogólnej Teorii Względności jest to elastyczna membrana. Tylko wszystko co istnieje składa się z cząstek i oddziaływań. Jeśli jest jakaś membrana to z czegoś musi być zbudowana.

  • Jak należy rozumieć proces rozszerzania się Wszechświata?

    1. Jak należy rozumieć proces rozszerzania się Wszechświata? Czy tak samo jak pompowany powietrzem balon? Jeśli tak, to czy Wszechświat nie jest tożsamy z przestrzenią kosmiczną, a jest jedynie jej podprzestrzenią? 2. W szkole mnie uczono,że przestrzeń kosmiczna jest nieskończona. Jak tego dowiedziono?…

  • Dlaczego grawitacja oddziałuje na światło?

    Zastanawia mnie fakt, dlaczego światło, które to nie posiada żadnej masy, jest wchłaniane przez czarną dziurę. Wiem, że przy tych obiektach prędkość ucieczki jest równa prędkości światła, jednak logika podpowiada mi, że potrzeba przekroczenia prędkości ucieczki w celu opuszczenia pola grawitacyjnego tyczy się obiektów mających masę, więc dlaczego w tym…

  • Jak przedstawić pole grawitacyjne?

    Czy pole grawitacyjne można rozdzielić na dwa bądź więcej wzajemnie indukujących się prostszych pól (tak jak tensor pola elektromagnetycznego można zapisać w postaci dwóch wektorów -- pola magnetycznego i elektrycznego)?…

  • Osobliwości prawdziwe i pozorne w ogólnej teorii względności

    Postanowiłem policzyć przyspieszenie grawitacyjne, oddziałujące na obiekt posiadający masę, na horyzoncie zdarzeń czarnej dziury. W jednej z odpowiedzi na państwa portalu znalazłem wzór na przyspieszenie, będący wynikiem OTW sformułowany w języku takim samym, jakiego się używa w teorii Newtona: $g(r) = (GM/r^2)/\sqrt{1-2GM/c^2 r}$. Jeśli przyjrzeć się drugiej jego części $\sqrt{1-2GM/c^2…

  • W jaki sposób promieniowanie może wpaść do czarnej dziury?

    W jaki sposób promieniowanie może "wpaść" do czarnej dziury? Rozważmy wiązkę światła, powiedzmy silny laser, skierowaną prostopadle do powierzchni czarnej dziury. Ponieważ światło porusza się po krzywych geodezyjnych, najkrótsza lub najdłuższa droga, nawet dla promienia świetlnego skierowanego prostopadle do horyzontu zdarzeń, w pewnym momencie zaczyna biec dookoła horyzontu. Zatem światło…

  • Widok po horyzont (czarnej dziury)?

    Astronauta opada swobodnie na czarną dziurę. Na horyzoncie czarnej dziury nieruchomieje dla zewnętrznego obserwatora, czas zatrzymuje się. Czy widzimy "zamrożonego" astronautę? Fotony biegnące z horyzontu tracą energię, długość fali rośnie do nieskończoności, więc chyba nie widzimy? Pytanie: czy zewnętrzny obserwator widzi na horyzoncie zdarzeń czarnej dziury wszystko, co kiedykolwiek spadło,…

  • Czarne dziury i „firewall”

    1. Co by było gdyby do horyzontu zdarzeń zbliżyć elektron, ale na tylko tyle, by tylko połowa elektronu przekroczyła horyzont zdarzeń? Taka operacja musiałaby być przeprowadzona z chirurgiczną precyzją, ale chyba jest to realne. Co stałoby się w takim przypadku? 2. Czy jeśli włożę palec do horyzontu zdarzeń, to czy…

  • Energia i pęd fotonów

    Mamy dwóch obserwatorów A1 i A2 oraz źródło fotonów pozwalające na emisję pojedynczych fotonów o ściśle określonej długości fali (niech będzie to fala o długości odpowiadającej kolorowi zielonemu). Źródło oddala się wraz z obserwatorem A1 w tym samym kierunku z prędkością bliską c od obserwatora A2. Emituje foton w kierunku…

  • Przyspieszanie a prędkość światła

    Powiedzmy, że mam niezwykły, bardzo szybki samochód. Wsiadam i dodaję gazu. Jadę coraz szybciej i szybciej. Energia kinetyczna samochodu się zwiększa. Jadę już bardzo szybko i ciągle dodaję gazu. Za szybą deformują się domy, drzewa i pewnie mój samochód? Zaczyna się też skracać odległość (trudno to sobie wyobrazić). Patrzę na…

  • Jakim czasem mierzymy wiek Wszechświata?

    Gdy mówimy, że wiek Wszechświata wynosi ok. 13,8 mld lat, to jakim pojęciem czasu posługujemy się? Czy pojęciem czasu kosmicznego, związanym z OTW, czy w sensie STW, w którym układem odniesienia jest Słońce, czy w jeszcze jakimś innym?…

  • Ruch piłki a zakrzywienie czasoprzestrzeni

    Czy jak rzucę piłkę, a ona porusza się po pewnej krzywej (spada na ziemię) to czy ona porusza się po linii prostej która wynika z zakrzywienia czasoprzestrzeni przez Ziemię? Czy tylko taki opis można stosować dla fotonów, które są zakrzywiane przez gigantyczne masy?…

  • Prędkość rozszerzania się Wszechświata oraz propagacji grawitacji

    1. Jaka jest prędkość rozszerzania się Wszechświata od początku Wielkiego Wybuchu aż do chwili obecnej? Jeśli ta prędkość była przynajmniej w pewnym przedziale czasu większa od prędkości światła, a tak miało być zgodnie z teorią inflacji Alana Gutha, to może to oznaczać, że nie cała materia we Wszechświecie jest powiązana…

  • Co wzrasta przy wzroście masy relatywistycznej?

    Powiedzmy, że mamy metalową kulkę która składa się z atomów żelaza. Z teorii Einsteina wynika, że im większa prędkość, tym większa masa. Masa jest równoważna energii. Załóżmy, że nasza kulka ma coraz większą prędkość, a więc jej masa wzrasta. Ale co to oznacza? Podejrzewam, że nie zwiększa się ilość atomów.