Все жанры Все авторы
Гравитационная воронка - Петр Путенихин

Гравитационная воронка

Страниц

20

Год

2021

Во многих учебниках и статьях, посвященных объяснению искривления пространства-времени и возникновению гравитационной силы, используется метафора резинового листа. В этой метафоре на лист помещается массивное тело, и демонстрируется, как другие, более мелкие тела, скатываются к нему по искривленной поверхности мембраны. Однако, не следует путать эту метафору с реальностью - она создает иллюзию трехмерности конструкции. В действительности, мелкие тела могут скатываться только под воздействием гравитации. Таким образом, объяснение гравитации через привлечение гравитации является ошибочным.

На самом деле, прогиб резинового листа не имеет никакого отношения к третьему измерению. Вместо этого, изгиб мембраны следует рассматривать как функцию силы притяжения. Прогибанная мембрана образует гравитационную воронку, которую можно представить в виде трехмерного графика силы. Но важно отметить, что все тела, находящиеся в этой конструкции, могут двигаться только в двухмерной плоскости с двумя координатами. Их невозможно скатить в воронку, как это показывают на метафорическом резиновом листе.

Таким образом, следует быть осторожными при использовании метафор в объяснении сложных научных концепций. Иногда они могут вводить в заблуждение и создавать неверные представления о реальности. Вместо этого, имеет смысл обращаться к более точным и убедительным объяснениям, основанным на научных фактах и исследованиях.

Читать бесплатно онлайн Гравитационная воронка - Петр Путенихин

1. Гравитационная воронка – анализ заблуждений

Нередко действию загадочной тёмной энергии даётся антигравитационное объяснение, которое ко всему прочему имеет собственную проблему. Рассматривается она как антигравитационная альтернатива гравитации, которая сама не имеет достаточно убедительного объяснения. В классической физике, физике Ньютона нет никаких объяснений того, как именно действует гравитация, почему тела притягивают друг друга. Считается, что эту проблему решает теория гравитации Эйнштейна, общая теория относительности. Однако простого утверждения, что искривление пространства представляет собой сущность гравитации, всё-таки недостаточно. На это обстоятельство обратил внимание, например, Том ван Фландерн:

"… Большая масса, лежащая на резиновом листе, образовала бы большое углубление, и это углубление побудило бы меньшие близлежащие массы двигаться в направлении углубления. Это аналогия искривленного пространства-времени, которое также считается причиной ускорения тел в сторону больших масс. Рассуждения в этой аналогии предполагают, что целевые тела просто мгновенно реагируют на локальную кривизну лежащей под ними пространственно-временной среды (например, резинового листа). … Аналогия с резиновым листом представлена как способ визуализировать, почему тела притягиваются друг к другу. Однако в этом отношении он весьма дефектен. Целевое тело, лежащее на краю вмятины, останется на месте и не будет скатываться вниз, если только под резиновым листом уже не будет силы, такой как гравитация, которая тянет все вниз. И эта несостоятельность аналогии помогает нам определить точную проблему с искривленным пространственно-временным описанием гравитации – отсутствие причинности" [1].

Отметим, что в литературе приведённая трактовка гравитации встречается довольно часто, но без явного указания на противоречие, отмеченное в цитате: для объяснения гравитационного эффекта привлекается… гравитация. Такое прямолинейное геометрическое объяснение движения массивных тел друг к другу определённо нельзя признать убедительным.

Вместе с тем, можно встретить и иной, корректный взгляд на метафору с резиновым листом. Приведём весьма интересную и показательную беседу корреспондента латвийского "Радио-4" в радиопередаче цикла "Природа вещей" с физиком Марцисом Аузиньшем, действительным членом латвийской академии наук, профессором латвийского университета, заведующим кафедрой экспериментальной физики. Беседа приведена в интернете в виде научно-популярного фильма [2]. В приводимых цитатах мы слова корреспондента будем предварять пометкой Корр, а ответы физика будем предварять инициалами – МА. В цитируемой беседе довольно неожиданно вскрывается действительная суть примера с резиновым листом. Диалог приведём предельно подробно с нашими комментариями, пояснениями, чтобы отчётливо показать, насколько сложной и вместе с тем очевидной является эта проблема. Сначала в диалоге пример, метафора с резиновым листом, мембраной приводится в традиционной трактовке:

МА. Представим, что у нас есть резиновая мембрана, шарик, который мы так плоско растянули. Вот это наше плоское пространство. Когда там нет никаких предметов и нет тела, которое будет притягивать другие тела. Потом ставим на эту мембрану достаточно тяжёлый металлический шарик. Мембрана, понятно, прогибается. Если я сейчас другой маленький шарик, который большой шарик будет притягивать где-то на эту мембрану ставлю, понятно, что он скатывается на этот большой шарик [2].

Вам может понравиться: