Menu

Teoria względności

  • 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.

  • Kosmologiczne przesunięcie ku czerwieni a zachowanie energii

    Chciałbym spytać w jaki sposób niepogwałcona zostaje zasada zachowania energii podczas kosmologicznego przesunięcia ku czerwieni. Skoro foton w miejscu emisji ma, dajmy na to 500 nm, a w miejscu absorbcji 600 nm, to co stało się z jego energią, wynikającą z długości fali? Rozumiem rozszerzanie się samej przestrzeni związane z…

  • Stygnące promieniowanie reliktowe

    Fotony promieniowania reliktowego stygną, ponieważ przez rozszerzanie przestrzeni zwiększa się ich długość fali. Czy w takim razie będą one stygły w nieskończoność, czy osiągną maksymalną długość fali (czy ona istnieje dla fotonu?) I tym samym temperaturę zera bezwzględnego? Czy wiemy co stanie się z nimi w tym momencie?…

  • Halo Ziemia

    Załóżmy, że wokół Ziemi porusza się statek kosmiczny z prędkością bliską prędkości światła. Załóżmy także, że w statku kosmicznym jest telefon, którym można zadzwonić na Ziemię, oraz że cały czas telefon jest w "zasięgu" sieci, np. GSM (lub satelitarnej). Czy człowiek w statku mógłby wykonać normalną rozmowę telefoniczną z osobą…

  • Paradoks trojaczków

    Wszyscy niemal znamy "paradoks bliźniąt", który nie jest paradoksem. A co z paradoksem trojaczków? Czy jeśli jeden z trojaczków będzie szybko okrążał Ziemię na wschód, drugi na zachód, a trzeci zostanie w domu, to czy ten na wschód będzie młodszy, a ten na zachód starszy od tego, który został w…

  • Czy istnieją ciała doskonale sztywne?

    Załóżmy, że mam brata. Wysyłam go o 2 lata świetlne od siebie. W jednym ręku trzyma on niezwykle mocną latarkę, w drugim koniec idealnie sztywnego pręta o długości 2 lat świetlnych. Przy drugim końcu pręta siedzę ja. Ustaliliśmy, że da mi znak, że jest na miejscu i będzie wracał poprzez:…

  • Pole grawitacyjne czy przyspieszająca rakieta?

    Słyszałem, iż Einstein stwierdził, iż nie dałoby się sprawdzić, czy człowiek znajduje się w polu grawitacyjnym czy w rakiecie poruszającej się z jednostajnym przyspieszeniem, i że jest to ważne założenie dla teorii względności. Lecz wyczytałem, iż nie jest to prawda przez ciśnienie elektromagnetyczne. Na końcu zostało stwierdzone, iż może to…

  • Co się skraca przy skróceniu Lorentza?

    Moje pytanie najkrócej należałoby sformułować chyba tak: czy skrócenie Lorentza dotyczy jedynie OBIEKTU poruszającego się z prędkością bliską $c$, czy też skraca się również sama odległość / droga prowadząca z punktu A do punktu B? Moje pytanie bierze się z pewnych wątpliwości dotyczących tego artykułu: http://nietuzinkowyblognaukowy.blogspot.com/2012/05/relatywistyczny-zawrot-gowy.html Autor stwierdza w nim…

  • Era Plancka, stożek świetlny i obserwowany ułamek Wszechświata

    Od razu: jestem kompletnym laikiem -- to apel o możliwie łopatologiczne odpowiedzi, co wiem, że dla fachowca trudne :). Jeśli era Plancka byłaby bezczasowa, a to przecież poważne przypuszczenie, to jak może ona trwać określony czas? Nawet tak minimalny. Nie rozumiem (było w jednym z wykładów jako coś oczywistego) dlaczego…

  • Dlaczego wirowanie jest popularne?

    Dlaczego wirowanie jest popularne? Planety wirują wokół własnej osi i krążą wokół swojej gwiazdy, a gwiazdy obracają się względem centrum galaktyki (co więcej, obracają się w wyróżnionym w przestrzeni płaskim dysku, a nie sferycznie symetrycznie). Nawet pojedyncze cząsteczki (np. elektron) immanentnie wirują (tzn. posiadają spin). Czemu ruch obrotowy jest tak…

  • Przekraczanie horyzontu zdarzeń czarnej dziury przez rotujący obiekt

    Czy szybko obracający się, masywny obiekt (ziemia, planetoida, cokolwiek) może w "łagodny" sposób przekroczyć horyzont zdarzeń supermasywnej czarnej dziury (SBH) o gigantycznym promieniu Schwarzschilda (w takiej sytuacji na ów obiekt w praktyce nie działają siły pływowe czarnej dziury)? Przeczytałem w Mądrej Książce, że w przypadku naprawdę dużych SBH, hipotetyczny astronauta…

  • Orbitale elektronowe w gwiazdach neutronowych

    Ostatnio czytałam o powstawaniu gwiazd i czarnych dziur i przyszło mi do głowy pytanie, czy w przypadku gwiazd neutronowych jest możliwe, że orbitale w poszczególnych atomach mogą zmienić swój rozmiar, np. pod wpływem grawitacji lub zapadania się gwiazdy po przekroczeniu masy krytycznej. I czy poprawne jest pytanie w tym przypadku,…

  • Masa relatywistyczna i paradoksalna czarna dziura

    W nawiązaniu do pytania o tym czy relatywistyczna masa-energia jest równoważna masie grawitacyjnej, mam następujące pytanie: czy możliwe jest, aby układ zapadł się w czarną dziurę z powodu wzrostu jego masy-energii spowodowanego wzrostem prędkości? Jeśli tak, to jak można wytłumaczyć następujący paradoks: wyobraźmy sobie dwa identyczne układy 1 i 2.

  • Upływ czasu i jego dylatacja

    Ostatnio gdzieś przeczytałem, że jakby człowiek poruszał się, załóżmy, z prędkością 99,999 % światła, to oczywiście byłaby dylatacja czasu, ale też to, że dla osobnika poruszającego się tą prędkością ''rok'' świetlny trwa dla niego jako raptem kilka godzin. Nurtuje mnie to pytanie i nie wiem czy to prawdziwe...

  • Jaka jest definicja sekundy?

    Znalazłem dwie wersje definicji sekundy: sekunda, s - jednostka czasu równa 9 192 631 770 okresom przejścia pomiędzy podpoziomami f = 3 i f = 4 struktury nadsubtelnej poziomu podstawowego 2s1/2 atomu 133Cs (powyższa definicja odnosi się do atomu cezu w spoczynku w temperaturze 0 K). A w drugiej z…

  • O rozszerzaniu Wszechświata

    Obserwując Wszechświat wyciągany jest wniosek o jego rozszerzaniu. Skąd jednak pewność, że np. przesunięcie ku czerwieni świadczy o ruchu, a nie np. o "zmęczeniu" światła (wytracaniu np. energii w efekcie innych zjawisk fizycznych, być może czarnej materii)? Po drugie, obserwowane odległe obiekty są przecież przesunięte w czasie -- ze względu…

  • Soczewkowanie grawitacyjne

    Powszechnie jest znany efekt polegający na zakrzywieniu toru promieniowania świetlnego przechodzącego w pobliżu ciał astronomicznych o bardzo dużej masie, czyli tak zwane soczewkowanie grawitacyjne. 1. Skąd wiemy, że za zakrzywienie toru światła odpowiedzialne jest właśnie oddziaływanie grawitacyjne? 2. Co jest przyczyną tego, że w warunkach niezaburzonych promieniowanie, jakie by ono…

  • Wielkość supermasywnej czarnej dziury

    Czarne dziury można podzielić na "zwykłe" i supermasywne. Czy supermasywna czarna dziura będzie w rzeczywistości większa, czy będzie miała tylko większą masę od "zwykłej" czarnej dziury?…

  • Co odpowiada za grawitację?

    Co odpowiada za grawitację? Czytałem, iż czasoprzestrzeń wg Einsteina miała być ''płachtą'', na której rozmieszczone są planety, gwiazdy itp. i to one zakrzywiają czasoprzestrzeń. Ale w wielu kwantowych teoriach grawitacji pojawia się grawiton. Czy to znaczy, że istnieje także antygrawiton, a co za tym idzie antygrawitacja? Jeżeli tylko taka cząstka…

  • Relatywistyczne składanie prędkości

    Prędkość światła podobno jest prędkością której przekroczyć nie można. Jednak czy jakbyśmy rozpędzili pociąg do prędkości światła i poruszali się w tym pociągu do przodu, to czy teoretycznie można byłoby przekroczyć w ten sposób prędkość światła?…

  • Jak pogodzić izotropowość tempa rozszerzania się Wszechświata z jego kształtem?

    Jak pogodzić twierdzenie o izotropowości tempa rozszerzania się Wszechświata z twierdzeniem o jego kulistym kształcie? Jeżeli prędkość oddalania się galaktyk jest jednakowa w każdym punkcie, to Wszechświat nie może mieć granic. Jeżeli Wszechświat ma granice (bo mówimy o jego średnicy) to prędkość rozszerzania się nie może być jednakowa we wszystkich…

  • Wiek Wszechświata a teoria względności

    Wiek Wszechświata określany jest na około 13,8 mld lat. Jak ten wiek ma się do elementów teorii względności, której elementem jest uzależnienie tempa upływu czasu od "ugięcia" czasoprzestrzeni przez grawitację masywnych obiektów? Jak w takim razie czas 13,8 mld lat należny odczytywać w kontekście początkowej osobliwości?…

  • Czy pole grawitacyjne wpływa na tor światła?

    Czy grawitacja może oddziaływać na masę relatywistyczną, czy jedynie na obiekty posiadające niezerową masę spoczynkową? Dokładniej rzecz ujmując, czy pole grawitacyjne wpływa na tor światła, skoro poruszający się foton ma masę relatywistyczną? Jeżeli tak, jak to się ma do zasady Fermata?…

  • Perpetuum mobile i zachowanie energii w teorii względności

    Na wykładzie profesora Krzysztofa Meissnera usłyszałem, że w teorii względności nie ma czegoś takiego jak zasada zachowania energii - tzn. w bardzo długim okresie czasu materia (proton) może powstać sam z siebie. I w związku z tym pytanie. Czy jeśli wg teorii względności nie ma zasady zachowania energii to czy…

  • Paradoks (naładowanej) tyczki

    Pytanie dotyczy popularnego paradoksu tyczki: przyspieszając ciało o długości 1 do prędkości relatywistycznej "skracamy" jego długość do 0,4 i mieścimy w "stodole". W układzie laboratorium zamykamy "drzwi" przed nim i za nim. Zatem to ciało nie może wylecieć ze środka. Rozważmy jednak "tyczkę" jako ciało którego końce odpychają się. Skoro…

  • Rozszerzanie się Wszechświata

    Moje pytanie związane jest z zagadnieniem rozszerzania się Wszechświata: 1. Czy zaobserwowano to zjawisko w skali mniejszej niż całego widocznego Wszechświata, na przykład w skali naszej galaktyki lub dowolnego układu planetarnego? 2. Dlaczego masy się od siebie oddalają, bo tak rozumiem rozszerzanie się czegokolwiek, skoro zgodnie ze znanymi zasadami powinny…

  • Moment pomiaru i stany splątane

    Mam pytanie dotyczące stanów splątanych. Jeżeli dobrze rozumiem, cząstki splątane znajdują się w superpozycji dwóch stanów i dopiero w czasie pomiaru pierwszego "decydują się" w którym stanie zostaną zaobserwowane; wtedy ta druga cząstka będzie w drugim stanie. Co jeżeli w jednym układzie odniesienia ten drugi pomiar jest wcześniej?…