Видео лекции нобелевских лауреатов

Автор
Сообщение
marsdmitri
#38804 2020-08-14 12:24 GMT

Очень интересно слушать нобелевских лауреатов. Они делают открытия в основном экспериментальные, затем иногда создают  новые технологии, которые затем тиражируют и  улучшают крупные компании. Будут даны ссылки на их видео лекции для школьников, студентов, публики.

Лекция Давида Гросса про элементарные частицы. Он теоретик математик, не провел ни одного эксперимента.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=134&v=u0BJjgAOr3M&feature=emb_logo

поэтому с остoрожностью слушайте его предсказания. Чтобы увидеть тeкст на русском, нужно нажать букву с — субтитры. Они на русском.

Другие видео см: https://www.mediatheque.lindau-nobel.org/

 

Лауреатами Нобелевской премии по физике в 2020 году стали британский ученый Роджер Пенроуз, его немецкий коллега Райнхард Генцель и американская астрофизик Андреа Гез. за исследования в области физики черных дыр. Пенроуз выяснил, как связаны черные дыры и общая теория относительности, Генцель и Гез получат премию за открытие супермассивного компактного объекта в центре Млечного Пути.

отредактировал(а) marsdmitri: 2020-10-07 08:44 GMT
marsdmitri
#39370 2020-10-18 16:25 GMT

Я постараюсь поискать их лекции

https://www.kommersant.ru/doc/4520712

Лекция Вольфганга Каттерле про свою сегодняшнюю работу

https://youtu.be/FbE42ZZbzdE

Он получил с Эриком Корнеллом и Карлом Виманом премию по физике 2001 года «за экспериментальное наблюдение бозе-эйнштейновской конденсации в разреженных газах атомов щелочных металлов и за первые фундаментальные исследования свойств таких конденсатов».

Он описал свою лабораторию — комнату для игры в квантовый конструктор лего, рассказал об атомарной и молекулярной разреженной материи, получении сверхтекучего твердого тела на базе конденсата Бозе — Эйнштейна,  о недавних результатах в работе над столкновительным охлаждением.


отредактировал(а) marsdmitri: 2020-10-20 06:38 GMT
marsdmitri
#39378 2020-10-20 10:08 GMT

Странные заблуждения об общей относительности   перевод https://webspace.science.uu.nl/~hooft101/gravitating_misconceptions.html
Дж. Т Хоофт
Примечание. Эта страница не является блогом. Я не буду публиковать отзывы других, и страница не будет расти до бесконечности. Он будет корректироваться, когда я найду время и вдохновение, чтобы улучшить свою формулировку.
Физики, которые пишут исследовательские работы, конспекты лекций и учебники по общей теории относительности, как и я, часто получают письма от ученых-любителей с замечаниями и вопросами. Многие из них проявляют неподдельный интерес к предмету. Их просьбы о дальнейших объяснениях, а также их описания более глубоких мыслей о предмете часто бывают достаточно интересными, чтобы попытаться ответить на них, и иногда дискуссии заканчиваются стоящими.
Однако есть также группа людей, называющих себя учеными, которые утверждают, что наши конспекты лекций, учебники и исследовательские статьи полны фундаментальных ошибок, полагая, что они сами сделали потрясающие открытия, которые опровергают многие наши общепринятые представления.
Действительно, в науке часто случается, что меньшинство несогласных пытается оспорить общепринятую мудрость. В этом нет ничего плохого. Oнo держит нас в тонусе, и очень иногда общепринятая мудрость может нуждаться в модификации. Однако обычно несогласные полностью ошибаются, и когда речь идет о специальной или общей теории относительности

Это практически всегда так. К счастью, науке не нужно защищаться. Неправильные статьи не пройдут через историю, и полностью их игнорируют. Тем не менее, есть причины для поверхностного анализа часто допускаемых ошибок. Они поучительны для студентов, изучающих этот предмет, и я сам хочу учиться на этих ошибках, потому что делать ошибки — это только человек, и важно уметь распознавать ошибочное мышление как можно дальше ...
Примеры тем, с которыми мы регулярно сталкиваемся:
— «Уравнения Эйнштейна для гравитации неверны»,
— «Принцип эквивалентности Эйнштейна неверен или неправильно понят»,
— «Чёрных дыр не бывает»,
— «Уравнения Эйнштейна не имеют динамических решений»,
— «Гравитационных волн не существует»,
— «Стандартная модель неверна»,
— «Большого взрыва никогда не было; неправильно понимается закон Хаббла для космического красного смещения»,
— «Космического радиационного фона не существует»,
и так далее.
Когда я сталкиваюсь с утверждениями такого рода, моя первая реакция — вежливо объяснить, почему они ошибаются, пытаясь выявить ошибочные идеи, на которых они должны основываться. Однако иногда мне казалось, что кто-то просто сообщает о том, что он читал в другом месте, и мой ответ был более прямым: «Никогда я не видел столько ерунды в одном пакете ...» или слов подобного характера. Это, конечно, было ошибкой, потому что это были мысли самого этого человека. Когда другие корреспонденты также продолжали защищать выдумки, которые, как я считал, широко разоблачали как необоснованные, я снова почувствовал искушение использовать более прямой язык. Так что теперь я злодей.
Впоследствии произошло любопытное событие. Горстка людей с серьезно ошибочными представлениями об общей теории относительности, очевидно, объединила свои усилия и теперь присылает мне все больше и больше оскорбительных писем, якобы разоблачающих мою «глупость» и собирающих больше «научных» аргументов в поддержку своих взглядов.

Они находят некоторую поддержку в древних публикациях известных физиков; действительно, в первые десятилетия 20-го века Карл Шварцшильд, Герман Вейль и даже Альберт Эйнштейн имели неправильные представления о теории, которая в то время была совершенно новой, и эти пионеры действительно еще не осознали всех ее последствий. Их можно простить за это, но современные профессиональные ученые знают лучше.
Что касается моей «глупости», мое собственное знание теории не происходит из слепого принятия мудрости из учебников; учебники действительно содержат ошибки, поэтому я принимаю научные факты только тогда, когда полностью понимаю аргументы, на которых они основаны. Я не чувствую никакой необходимости защищать стандартную научную мудрость; Я защищаю только те выводы, о которых у меня есть неопровержимые доказательства, и так получилось, что большинство из них действительно согласны практически со всеми экспертами в этой области.
Письма, которые я отправлял своим «научным оппонентам», кажутся пустой тратой времени и усилий, поэтому теперь я использую этот сайт, чтобы тщательно объяснить, где их аргументы сбиваются с пути. Вместо того, чтобы пытаться привести их в чувство (что было бы так же эффективно, как попытка привести в чувство Свидетелей Иеговы), я скорее обращаюсь к студентам, которые в противном случае могли бы быть введены в заблуждение тем, что они читают в Интернете. Люди, чьи «идеи» я буду обсуждать, по понятным причинам будут обозначены едиными инициалами.
[Примечание: Разумеется, я не хочу разоблачать людей по именам, извиняя их за совершение основных ошибок, но некоторые из них не видят этого; в своем блоге г-н С. реагирует на эту страницу, указывая всех «друзей», которых он здесь нашел. Мои извинения по поводу этого]
По их реакции стало ясно, что проанализировать чей-то ошибочный ход мыслей далеко не просто. Что такое слепые зоны? Я пытаюсь их обнаружить, но получаю яростные ответы, которые только предполагают, что слепые пятна должны быть где-то еще. Откуда берутся их неверные утверждения? Конечно, математические уравнения в этих точках отсутствуют, поэтому я начинаю гадать. Мне пришлось изменить некоторые предположения, которые я сделал ранее на этой странице; На самом деле, я предпочитаю объяснять, как идет математика, и почему с ее помощью описывается физический мир.
Эта статья не предназначена для использования в качестве научной статьи, поскольку в конце концов математические вычисления можно получить из многих существующих учебников. К сожалению, эти учебники «отвергаются» как «ошибочные». Ясно поэтому, что я не добьюсь полного успеха. Обращаясь к студентам, я настаиваю: большинство учебников, подвергающихся критике со стороны этих людей, на самом деле очень хороши, хотя всегда стоит быть критичным, и что бы вы ни читали, проверяйте это на основе собственного здравого смысла.
Вот некоторые из безумных утверждений, касающихся общей теории относительности, и мои ответы.
«Уравнения Эйнштейна для гравитации неверны,
они не имеют динамических решений и не предполагают гравитационных волн, как описано в многочисленных учебниках ».
Г-н Л. делает это заявление, и теперь он в основном ссылается на статью, которую ему однажды удалось опубликовать в реферируемом журнале. Мне ясно, что рассматриваемый рефери, должно быть, был невнимателен. Чаще всего в рецензируемых журналах появляются некорректные статьи. Наука к этому неуязвима; фальшивые бумаги просто игнорируются, и эта тоже; на него не ссылаются профессиональные ученые (Спайерс упоминает только одну ссылку, которая принадлежит не самому автору).
Динамические решения означают решения, которые нетривиально зависят как от пространства, так и от времени. Многие из таких решений обычно генерируются в исследовательских работах, но для большинства из них требуются какие-то методы аппроксимации. Типичные примеры — гравитационные волны, излучаемые двойными пульсарами. Процедура получения этих решений с использованием процедур для решения уравнений Эйнштейна хорошо известна и описана в учебниках. Л. отмечает, что приближения неточны, а точных решений не существует.
Конечно, приближения используются во многих областях физики. Некоторые из них достаточно точны, некоторые могут вызывать сомнения. В случае гравитационных волн, излучаемых зависящими от времени массивными объектами, используемые приближения являются чрезвычайно точными, и, кроме того, любые сомнения могут быть устранены путем получения следующего члена в приближении, который во многих из этих примеров оказывается совершенно незначительным.. Л. не имеет математических способностей для таких расчетов.
Так получилось, что существуют и точные аналитические решения, которые нетривиально зависят от пространства и времени. Я подробно показал L, как можно получить эти решения. Чтобы представить и обсудить частный пример, можно просто предположить цилиндрическую симметрию. Эта симметрия предполагает, что решение инвариантно относительно преобразований z → z + a и φ → φ + b, где z — третья пространственная координата, а φ — угол между x и y. Зависимость от радиуса r в плоскости x-y и от времени t может быть любой. В красивой статье Вебер и Уиллер нашли полное решение, в котором физические степени свободы являются функциями r и t, которые подчиняются простым уравнениям. Неудивительно, что решения принимают форму функций Бесселя, но, что более важно, также обнаруживаются волновые пакеты в плоскости r-t. Не многие физические системы обладают цилиндрической симметрией, но дело не в этом. Дело в том, что эти решения противоречат утверждению Л.
Что L говорит по этому поводу? «Я доказал, что динамических решений не существует, поэтому ваше решение неверно».
Что в этом плохого?
Во-первых, он игнорирует волновые пакеты и сосредотачивается на решениях плоских волн. Они имеют бесконечное распространение в пространстве и времени и представляют бесконечную энергию. Это действительно проблематично с точки зрения гравитации. Если энергия в данной области с линейными размерами R превышает R в естественных единицах, образуется черная дыра, так что пространство-время претерпевает тонкие изменения в топологии. Это можно было бы назвать неприемлемым. Проблема проявляется в наших явных решениях (нелинейный интеграл, описывающий функцию γ, расходится), и поэтому важно использовать вместо них волновые пакеты. Волновые пакеты идентичны пакетам в теории Максвелла, и поскольку они представляют собой только конечное количество энергии (на единицу длины в направлении z), эти решения действительно являются законными. Я показал L, как построить явные аналитические примеры таких волновых пакетов. Для всех таких конфигураций интеграл γ сходится.
Тем не менее, L настаивает: «Я доказал, что динамических решений не существует, поэтому ваше решение неверно. Оно нарушает причинность». Какой? Для меня причинность означает, что форма данных в будущем, t> t1, полностью и недвусмысленно продиктована их значениями и, при необходимости, производными по времени в прошлом, t = t1. Итак, я построил полную функцию Грина для этой системы и показал ее г-ну L. Эта функция всегда дает решение, если решение и его первая производная по времени заданы в точке t = t1, которая является поверхностью Коши. Причинно-следственная связь соблюдается.
 «Вы математик, а не хороший физик», — говорит тогда L. «Вы не можете добавить физический источник, поэтому ваше решение не является причинным», — говорит L, не объясняя, что это означает. Я предполагаю, что он имел в виду, что цилиндрически симметричные источники «нефизичны». В самом деле, вы не найдете много таких источников во Вселенной, но это совершенно неважно. Дело в том, что в Природе могут встречаться любые источники, и обсуждаемое мной решение может быть построено без каких-либо приближений, если источник окажется цилиндрической симметрией. Таким образом, данный конкретный случай опровергает утверждение L. Его жалоба на то, что решение, которое я написал явно, не имеет исходного кода, странна; как и в теории Максвелла, вы можете добавить столько цилиндрически симметричных источников, сколько захотите, и это действительно может быть поучительным упражнением для студентов. В моих решениях можно было бы предположить, что источники находятся на границе системы. Но вы также можете прочитать это решение следующим образом: оно описывает, как любая цилиндрически-симметричная входящая гравитационная волна сходится к центру и снова плавно отскакивает наружу. Это динамическое решение опровергая L. Он упорно продолжает утверждать, что я не понимаю, волновые пакеты, и иллюстрирует это, записывая выражение, которое не слушается приличных граничных условий. Мои решения подчиняются граничным условиям по мере необходимости. Помните, что на границе могут быть (слабые) источники. Цилиндрически-симметричные волновые пакеты генерируются цилиндрически-симметричными источниками. В отличие от волновых пакетов, которые являются функциями только x — t, эти волновые пакеты являются функциями r и t, которые имеют тенденцию распространяться в пространстве. В этом нет ничего неправильного или нефизического.
«Это потому, что вы не понимаете принцип эквивалентности, который означал бы, что гравитационные поля не несут энергии», — продолжает L. Возможно, это настоящая причина его убеждений. По-видимому, он не понимает, откуда берется энергия в гравитационном волновом пакете, полагая, что она не задается уравнениями Эйнштейна. Это заблуждение, которое он разделяет с мистером С. Из-за энергии, которая должна существовать в гравитационной волне, гравитация должен взаимодействовать сам с собой. В уравнении Эйнштейна должен быть член, описывающий собственную энергию гравитации. Фактически, это так.
Это взаимодействие автоматически включается в уравнения Эйнштейна, потому что, действительно, уравнения нелинейны, но ни L, ни C, похоже, этого не понимают.
Один из способов увидеть, как это работает, — разделить метрику gμν на фоновую часть, goμν, для которой мы могли бы взять плоское пространство-время, и динамическую часть: заменить в действии Эйнштейна-Гильберта: gμν = goμν + g1μν. Динамическая часть, g1μν, определяется как включающая в себя все колебания любой гравитационной волны, которую вы хотите описать. Просто потребуйте, чтобы фоновая метрика goμν сама подчинялась уравнениям гравитации; тогда из лагранжиана можно удалить все члены, линейные по g1µν. Таким образом, мы получаем действие, которое начинается с квадратичных по g1μν членов, а все его индексы связаны через фоновое поле goμν. Это связано с тем, что и goμν, и g1μν преобразуются как истинные тензоры при преобразовании координат; поэтому все слагаемые в разложении по степеням g1μν в отдельности вообще инвариантны. Тензор напряжения-энергии-импульса затем может быть получен обычным образом, рассматривая бесконечно малые вариации фоновой части, точно так же, как это делается для любого другого типа поля материи; бесконечно малое изменение полного действия (пространственно-временного интеграла плотности Лагранжа) затем дает тензор энергии-импульса. Конечно, обнаруживается, что динамическая часть метрики действительно несет энергию и импульс, как и следовало ожидать в гравитационном поле. Как показывают гидроэлектростанции и ежедневные приливы, гравитация содержит много энергии, и это полностью согласуется с исходными уравнениями Эйнштейна. Несмотря на то, что DC назвал это «полным безумием», эта процедура работает просто отлично. L и C кричат, что этот тензор энергии-импульса является «псевдотензором». В самом деле, его свойства преобразования тонкие, и можно было бы заявить, что разделение gμν на фоновую часть и динамическую часть «нефизично». Но тогда действительно следует принять тот факт, что понятие энергии в любом случае зависит от наблюдателя. Наблюдатель, который находится в свободном падении в гравитационном поле, может подумать, что гравитация не может получить энергию.
На самом деле, можно определять плотность энергии по-разному, поскольку можно свободно добавлять чистые градиенты к плотности энергии, не влияя на общий интеграл, который представляет собой общую энергию, которая сохраняется. Допуская это, можно было бы рассматривать сам тензор Эйнштейна Gμν как гравитационную часть тензора энергии-импульса, но с таким выбором возникнут проблемы. Определение с использованием фоновой метрики (которая дает только квадратичные по первым производным члены) намного лучше, и нет ничего плохого в определении энергии, напряжения и импульса, зависящего от кадра, при условии, что энергия и импульс сохраняются. Короче говоря, если кому-то нужны только первые производные, неизбежна либо кадровая зависимость, либо фоновая метрическая зависимость.
Кроме того, L. утверждает, что «устоявшаяся теория» неправильно использует принцип эквивалентности Эйнштейна, как будто существует несколько его версий. По его словам, Паули все ошибся, что является его объяснением наших «ошибок».
Когда все другие аргументы терпят неудачу, L обвиняет меня в том, что я занимаюсь «физикой на бакалавриате». Действительно, наши дискуссии редко выходят за рамки этого уровня, но в физике на бакалавриате нет ничего плохого. Еще одно интересное обвинение, которое бросил мне один гравитационный диссидент, заключалось в том, что я «не на той стороне истории науки». Что ж, посмотрим на это.
«Чёрных дыр не существует,
они являются решениями уравнения для тензора Риччи Rμν = 0, поэтому они не могут нести никакой массы. А то, что обычно называют «горизонтом», на самом деле является физической сингулярностью ».
C и L кажутся друзьями, но меня осенило, что они делают разные ошибки. Мистер С. нападает на некоторые общепринятые представления о черных дырах. Представляется, что введение пробных частиц для него недопустимо. Пробная частица, свободно падающая в гравитационном поле, не чувствует изменения энергии и импульса, и математически мы описываем эту ситуацию в терминах сопутствующих систем координат. Это не подходит для анализа C, поэтому тестовые частицы запрещены. Пробная частица — это объект почти без массы и почти без размера, такой как космический корабль Кассини, вращающийся вокруг Сатурна. C называет использование почти «поэзией», но на самом деле это понятие может быть определено со всей математической строгостью, как мы изучаем на наших курсах математики. C — «самоучка», поэтому у него не было математических курсов, и поэтому он не знает, что здесь почти означает в терминах тщательно подобранных ограничивающих процедур.
Мистер К. добавляет к этому еще несколько утверждений: в наших современных обозначениях радиальная координата r используется для описания решения Шварцшильда, прототипа черной дыры. «Это не радиальное расстояние!» — кричит он. «Чтобы получить радиальное расстояние, вы должны интегрировать квадратный корень из радиальной составляющей grr метрики !!» Это верно, но не проблема; на практике мы используем r только потому, что это более удобная координата, и каждый астрофизик знает, что точное вычисление радиального расстояния, если необходимо, можно получить, выполнив именно этот интеграл. «r определяется обратной гауссовой кривизной», продолжает С, но это верно только для сферически-симметричного случая. Для метрики Керра и Керра-Ньюмана это уже неверно. Более того, гауссова кривизна не поддается локальному измерению, поэтому определение радиальной координаты действительно плохое. И зачем нужно такое определение? У нас есть инвариантность относительно преобразований координат. При желании мы можем использовать любую понравившуюся координату. Координаты Крускала-Секереса являются примером. Финкельштейн координирует другого. Посмотрите на множество различных способов нанести на карту поверхность Земли на плоской поверхности. Одно отображение более фундаментальное, чем другое?
«Горизонт — это настоящая сингулярность, потому что в этом месте метрическая сигнатура переключается с (+, -, -, -) на (-, +, -, -)», — продолжает С. Это не верно. Переключение происходит при использовании обычных координат Шварцшильда, но не предполагает какой-либо особенности. Переключатель исчезает в координатах, регулярных на горизонте, таких как координаты Крускала-Секереса. Вот почему на горизонте нет физической сингулярности.
Но откуда берется масса черной дыры? Где источник этой массы? R μν = 0, по-видимому, означает, что материи нет вообще, и все же вещь имеет массу! Здесь и L, и C страдают от неправильного представления о том, что гравитационное поле не может иметь собственную массу. Но уравнения Эйнштейна нелинейны, и поэтому гравитационные поля могут быть источником дополнительной силы тяжести, так что гравитационное поле может поддерживать себя. В теориях частиц подобное может происходить, если поля подчиняются нелинейным уравнениям, мы называем эти решения «солитонами». Черная дыра выглядит как солитон, но на самом деле все немного сложнее.
На самом деле гравитационная энергия плюс материальная энергия вместе подчиняются закону сохранения энергии. Мы можем понять это так же, как мы объяснили это для гравитационных волн. А теперь есть вещь, которую L и C не могут понять: можно увидеть, как черная дыра образуется при сжатии материи. Начните с правильной сферически-симметричной (или приблизительно сферически-симметричной) конфигурации материи, такой как тяжелая звезда или звездное скопление. Предположим, что он подчиняется уравнению состояния. Если в соответствии с этим уравнением состояния давление остается достаточно низким, можно рассчитать, что этот материальный шар сжимается под собственным весом. Расчет несложный и проводился много раз; действительно, это полезное упражнение для студентов. Согласно уравнениям Эйнштейна сжатие продолжается до тех пор, пока давление не станет достаточно высоким, чтобы прекратить дальнейшее сжатие. Если это давление недостаточно велико, сжатие продолжается, и результат хорошо известен: образуется черная дыра. Материя продвигается к сингулярности при r = 0 и становится невидимой для внешнего наблюдателя. Все это элементарное упражнение и не вызывает сомнений ни у одного серьезного исследователя. Однако можно увидеть, что решение Шварцшильда (или его обобщение Керра или Керра-Ньюмана) возникает только частично: это решение в прямом направлении времени, но часть, соответствующая горизонту в прошлом, фактически модифицируется сужающимся шаром. материи. Все это хорошо известно. Наблюдатель не может так далеко заглядывать в прошлое, поэтому он будет интерпретировать полученную метрику как точную реализацию метрики Шварцшильда. А его масса? Масса продиктована экономией энергии. То, что раньше было массой сжимающейся звезды, превратилось в массу «шара чистой гравитации». На самом деле меня не очень волнует, какой именно язык здесь следует использовать; для всех практических целей лучшее описание — это образование черной дыры.
Но так ли это на самом деле? Разве не так, что падающая звезда навечно висит на горизонте? Что ж, с точки зрения координат Шварцшильда это формально верно! Решение Шварцшильда — это асимптотический предел решения в прямом направлении времени. В конечные моменты времени за горизонтом не существует. Однако для этого анализа лучше использовать координаты Эддингтона-Финкельштейна, где можно заметить, что будущая часть горизонта действительно существует. Это обсуждение несколько усложняется, потому что построение максимального расширения пространства-времени является тонким, и это, конечно, не понимается С. Подумайте о карте Северного полюса Земли, где, возможно, координаты были выбраны так, чтобы они не может быть продлен через экватор. Формально экватор — это горизонт. Но ни у кого из идущих по экватору нет проблем с этим.
Эти самопровозглашенные ученые, в свою очередь, обвиняют меня в «непонимании функционального анализа». В самом деле, L утверждает, что существует разница между математическим расчетом и его физической интерпретацией, которую я не понимаю. Он особо отмечает, что «принцип эквивалентности» Эйнштейна отличается от «принципа соответствия», и все, как я, говорят, что они, по сути, являются одним и тем же, если вы хотите, чтобы физическая реальность описывалась математическими моделями., ничего не понимает. Правда. Бессмысленные заявления, которые я часто не понимаю. Я действительно понимаю, что оба способа формулировки этого принципа требуют сосредоточения внимания на бесконечно малых объемных элементах пространства-времени.
К сожалению, даже мой лауреат Тини Велтман то и дело демонстрирует свое полное незнание о черных дырах. Как и в случае с другими, его проблема заключается в том, что «у вас не может быть перехода, при котором топологически тривиальное пространство, такое как нейтронная звезда, внезапно превращается в черную дыру»… «Разве черная дыра не имеет сингулярности? Если Я кидаю арахис в нейтронную звезду, вдруг он создаст сингулярность? » Как и в случае с другими, он не осознает, что сингулярность формально лежит в бесконечном будущем. Уравнения Эйнштейна можно полностью решить, чтобы показать, как именно образуется такая особенность (которая в любом случае скрыта за горизонтом). В частности, эти уравнения становятся простыми, если принять сферическую симметрию. Что наиболее важно, такой (простой) расчет показывает, что единственные свойства материала, о которых вам нужно знать, чтобы предсказать, что вы увидите, — это обычные свойства. Я могу сделать черную дыру из мобильных телефонов, которые по-прежнему будут работать в соответствии с обычными физическими законами, пока они пролетят сквозь горизонт, образованный их собственными гравитационными полями (да, мне нужно очень много телефонов ...)
«Рядом с черной дырой не может быть массивных объектов;
и у вас не может быть нескольких черных дыр, вращающихся вокруг друг друга „
И снова С. говорит. У него есть проблема с понятием пробных частиц, которые представляют собой объекты, масса (и / или заряд) которых пренебрежимо мала для всех практических целей, поэтому их можно использовать в качестве зондов для исследования свойств конфигураций полей. Опять же, это вопрос обоснованных приближений в физике. Космический корабль, такой как зонд «Кассини» около Сатурна, имеет массу, но он слишком легкий, чтобы оказывать какое-либо влияние на наблюдаемые планеты и луны, поэтому его орбита является геодезической, пока его двигатели выключены. Ни одного физика эти факты не удивят, но для С приближения непростительны. Для него зонд «Кассини» не может существовать.
Астрофизики, изучающие черные дыры, обычно делают те же предположения. Возникает резонный вопрос: могут ли крошечные эффекты зондов, таких как Кассини, иметь взрывные последствия для черных дыр или других решений уравнений Эйнштейна? Необязательно быть превосходным физиком — но у вас должна быть интуиция лучше, чем у С., — чтобы сделать вывод, что таких вещей не бывает. Черная дыра, окруженная материей, например космический зонд, или, точнее говоря, аккреционный диск, описывается не уравнением R μν = 0, а такими уравнениями, как R μν = крошечный, где «крошечный» — материальный источник гравитации, который подчиняется своим собственным уравнениям. Точно так же гравитационные приливные эффекты другой ближайшей черной дыры могут немного изменить граничные условия. Чтобы вывести последствия таких возмущений, можно использовать разложение возмущений — увы, это было то, что опровергнуто С. Но если и так, то обнаруживается, что крошечная гравитационная волна распространяется этим источником, частично поглощаясь и частично рассеиваясь им. черная дыра, без каких-либо катастроф. В самом деле, если вы подозреваете, что это приближение слишком грубое (quod non), вы всегда можете проверить исходные уравнения. Вы найдете: R ’μν — tiny = (намного мельче), и снова вычислите рябь, распространяемую более мелким источником. В этом и состоит теория возмущений. Параметр разложения, постоянная Ньютона, очень мал во всех практических случаях, поэтому ничего не произойдет. Только когда пертурбативные поправки не малы, могут возникнуть гравитационные неустойчивости. Мы знаем, что это такое, если мы можем полагаться на нашу примитивную физическую интуицию: тогда вы можете получить настоящие черные дыры. Интересно, маловероятно, но это не проблема для устоявшейся теории.
Любые сомнения по поводу этих фактов будут устранены после того, как будут установлены существование и свойства функций Грина для линеаризованной теории. Эти функции Грина затем можно использовать для изучения систематических разложений для получения решений полной нелинейной теории с любой требуемой точностью. Хорошие физики-теоретики полностью контролируют правильное использование функций Грина. Ни L, ни C, похоже, не слышали о функциях Грина. Я построил их и обнаружил, что при условии, что должное внимание уделяется калибровочной свободе в использовании координат, эти функции работают хорошо.
Третий игрок, DC, решительно поддерживает L и C, но его утверждения слишком непонятны, чтобы я мог их рассмотреть. В предыдущей версии этого сайта я рассмотрел его теории о событиях 11 сентября, но я удалил эту часть; этот сайт должен быть посвящен только общей теории относительности.
Жемчуг свиньям бросают; моя толпа друзей, главные представители E., L, C и DC, не проявляют ни малейшего желания пересматривать свои взгляды, и они, вероятно, отреагируют дальнейшими поворотами, как это было в прошлом. Обычно они попадают в мой спам-фильтр (их письма слишком многочисленны и слишком оскорбительны для меня), но если у кого-то еще есть вопросы, я буду обязан ответить.
Дополнения 17 и 22 марта 2010 г .:
Я подчеркиваю, что любая модификация уравнений Эйнштейна в нечто вроде R μν — 1/2 R gμν = κ (Tμν (материя) + t μν (гравитация)), где t μν (гравитация) будет чем-то вроде «гравитационного вклада» в тензор энергии-импульса, явно неверен. Написание такого предложения свидетельствует о полном непонимании сути общей теории относительности. Энергия и импульс гравитационного поля полностью учитываются нелинейными частями исходного уравнения. Это легко понять и доказать, как я объяснил в основном тексте. Обратите внимание, что свободно падающий наблюдатель не испытывает ни гравитационного поля, ни передачи энергии-импульса; следовательно, не может быть ковариантного тензора, такого как t µν (grav).
Между прочим, есть момент, в котором я согласен с Д.К.: войны в Ираке и Афганистане являются большим экономическим стимулом для оружейной промышленности, но с гуманитарной и политической точки зрения они являются большими ошибками (прошу прощения за это замечание. на сайте, посвященном общей теории относительности).
Приложение 07.12.2010
«Большая часть современной физики основана на ошибках и мошенничестве»,
Эйнштейн был абсолютно неправ, и так далее. В самом деле, как я мог забыть самого громогласного игрока клуба против Жерара-Хофта: мистера Э., который не только выступает за полный пересмотр общей теории относительности, но также и за физику элементарных частиц и даже за электромагнетизм. По словам Э., почти вся современная теоретическая физика основана на невероятных ошибках. Некоторое время он молчал, но теперь просит меня признать свои ошибки, уйти в отставку, уйти с поста главного редактора «Основ физики» и верните мою Нобелевскую премию. Его аргументам трудно следовать из-за туманных обозначений, которые, по-видимому, объясняют, как он вообще мог так сбиться с пути. Например, он утверждает, что «поле римановой связности антисимметрично, а не симметрично по двум нижним индексам», из чего следует, что мы (Эйнштейн и многие другие) «забыли учитывать кручение в наших полевых уравнениях», и что « конечно, поле связности должно быть антисимметричным, потому что коммутаторы антисимметричны, а не симметричны! “ Что ж, извините за E, но поле связи не является коммутатором. Можно сказать, что единственный задействованный коммутатор — это коммутатор между двумя частными производными, который обращается в нуль. В физике элементарных частиц можно рассматривать калибровочный векторный потенциал как поле связи, и оно антисимметрично по двум своим индексам (для ортогональных калибровочных групп) или антиэрмитово (в других случаях). В гравитации можно дополнить поле связности связностью для локальной группы Лоренца, которая почти, но не совсем антисимметрична, потому что группа Лоренца не совсем ортогональна. Это поле кривизны Римана, которое можно рассматривать как коммутатор, антисимметрично по двум последним индексам. Итак, как E «доказывает», что поле римановой связности антисимметрично? Его аргументы в его статье 139, ур. (9) — (12) можно резюмировать следующим образом. Подлежит доказательству: A = B. Доказательство:
А = В + (А-В)
А = В + ...
А = В
Доказательство того, что он завершает торжествующим «Q.E.D.»
Дело в том, что если бы поле римановой связности было выбрано антисимметричным, оно вообще не могло бы служить полем связности, поскольку его правило преобразования координат содержит важный член ∂ 2xλ / ∂xμ ∂xν, который является симметричным относительно замены индексы μ и ν. Но Э. продолжает, предлагая собирать свободную энергию из колебаний вакуума и тому подобного. О, да, согласно Э., фотон имеет массу 5,10-41 кг, что дает электромагнитные поля с диапазоном не более 7 мм, что действительно является радикальной модификацией Стандартной модели.
Приложение 18.08.2010
«гравитационных волн не существует»
Вот и плоская гравитационная волна для начинающих. Вы, наверное, где-то читали, что такое метрический тензор. Решение уравнений Эйнштейна:
g μν (t, x, y, z) = diag (-c2, 1+ ε sin ω (z / ct), 1- ε sin ω (z / ct), 1) + O (ε2 ω2 | x | 2 ).
В типичных экспериментах LIGO амплитуда ε очень мала, примерно 10-20 или меньше (и действительно безразмерна), а частота ω обычно составляет порядка 1000 Гц. Плотность энергии волны равна (C c2 / G) ε2 ω2, где C — некоторый числовой коэффициент, например 1/8π2, c — скорость света, а G — постоянная Ньютона (вы можете быть удивлены, что постоянная Ньютона встречается в знаменатель, но так оно и есть, для создания гравитационного поля требуется очень много энергии или плотности массы). Последний член, O (ε2 ω2 | x | 2), может быть трудно понять новичкам. В нем говорится, что на самом деле плоская волна не плоская, она получает поправки, которые квадратично растут с расстоянием. Эти поправки, которые я не раскрываю подробно, происходят из нелинейных членов в уравнениях Эйнштейна. Однако опытным физикам легко понять их физическое происхождение: гравитационная волна несет энергию, поэтому имеет крошечную плотность массы и, следовательно, сама генерирует гравитационное поле. Для LIGO этим можно пренебречь: только если | x | становится сотни миллионов световых лет, этот термин становится надоедливым, но фактический источник гравитации не так уж далеко и / или не светит столько миллионов лет, поэтому у нас никогда не бывает волны, простирающейся так далеко. Чтобы быть точным: на практике вам нужны только линейные части уравнений Эйнштейна, и вы должны создавать волновые пакеты, накладывая эти плоские волны. Тогда эти волновые пакеты не растягиваются так далеко, и надоедливый поправочный член никогда не становится большим.
Наложив плоские волны, можно построить цилиндрические волны или волновые пакеты. Как описано ранее, тогда могут быть записаны точные решения, и они позволяют записать нелинейный поправочный член в замкнутой форме.
Чтобы увидеть эффект, который имеет волна такого типа при прохождении трех масс, подвешенных в L-образной конфигурации, вы должны вычислить поле связи Γ, чтобы обнаружить, что единственными релевантными компонентами являются Γ i 00, и все они исчезают по порядку ε, потому что g00 не колеблется. Итак, в используемой системе координат массы не перемещаются. Если два плеча L-скейпа расположены в направлениях x и y, интерферометр заметит, что их относительная длина колеблется, колебание, которое проявится в интерференционной картине. Так работает LIGO.
Дополнение июль 2016 г.
О, как они отреагировали на объявления команды LIGO о том, что пара сигналов гравитационных волн наконец-то была обнаружена, первый из которых очень яркий, и его вряд ли можно спутать ни с чем другим? У DC готов ответ: «GW150914 — МОШЕННИЧЕСТВО». Это, безусловно, легкий выход.
Приложение 01.09.2012
Этот сайт был быстро замечен участниками этой изысканной группы. Неудивительно, что не было предпринято никаких попыток понять то, что я пытаюсь здесь объяснить: что из стандартной общей теории относительности легко вывести не?