Kysymys:
Olemmeko lähempänä kaiken teoriaa gravitaatioaaltojen havaitsemisen ansiosta?
Mausy5043
2018-07-26 21:00:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Muutama viikko sitten kuulin tähtitieteilijän selittävän, että yhdessä viimeisimmistä gravitaatioaaltojen havainnoista seurasi saman tähtitieteellisen tapahtuman samanaikainen havaitseminen useilla muilla aallonpituuksilla.

Minusta näyttää siltä, että gravitaatioaallot liikkuvat valon nopeudella.Ja näyttää siltä, että tämä tarkoittaa, että painovoimalle voitaisiin laatia samanlainen teoria kuin Maxwell sähköisille ja magneettisille voimille.Olenko oikealla tiellä?

Tarkoittaako tämä, että kaiken teoria on lähempänä gravitaatioaaltojen löytämisen ansiosta?

Mahdolliset kaksoiskappaleet: [Mitä gravitaatioaaltojen löytäminen merkitsee M-teorialle?] (Https://physics.stackexchange.com/q/236136/2451), [Evidence for quantum gravity from gravitational waves] (https: // fysiikka.stackexchange.com / q / 235019/2451) ja linkit siihen.
Kolme vastused:
tfb
2018-07-26 21:14:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ei, en usko. Gravitaatioaallot ovat ennuste yleisestä suhteellisuudesta, joka on nyt hieman yli vuosisata vanha. GR ennustaa myös, että gravitaatioaallot kulkevat $ c $: lla. Gravitaatioaaltoja on kuitenkin järjettömän vaikea havaita, joten meidän on kulunut melko sata vuotta rakentaa tarpeeksi herkkiä koneita niiden havaitsemiseksi.

Gravitaatioaaltojen havaitseminen on siis GR: n toinen testi, ja nyt se on läpäissyt. Tietysti ja luultavasti enemmän kiinnostavaa, koska en usko kenenkään odottaneen GR: n epäonnistuvan tässä testissä, gravitaatioaaltojen havainnointi avaa aivan uuden tähtitieteellisen alueen, joka on erittäin hieno asia. / p>

Tapahtumien merkitys (mielestäni tässä vaiheessa tarkoittaa yksittäistä tapahtumaa, GW170817) havaitaan myös EM-spektrissä, että tämä tarkoittaa, että olemme nähneet tapahtumia, joiden edeltäjät Ne olivat neutronitähtiä mustan aukon sijasta: mustien aukkojen sulautuminen on hyvin "hiljaista" EM-spektrissä, koska hyvin, mustat aukot ovat mustia ja siinä vaiheessa, kun ne sulautuvat, he ovat jo kauan sitten syöneet kaikki mahdolliset kiihdytyslevyt. Mutta neutronitähtien sulautumat eivät ole, joten mitä nyt olemme nähneet, on kahden neutronitähden sulautuminen, ja olemme nähneet tämän tapahtuman sekä gravitaatioaalloina että sähkömagneettisesti. Tämä on hyvä ainakin siksi, että se tarkoittaa, että LIGO pystyy näkemään nämä vähemmän äärimmäiset tapahtumat, ja koska se antaa meille lisää vahvistusta siitä, että gravitaatioaallot kulkevat $ c $: lla (jos ne eivät olisi, GR olisi väärin). Se on tietysti hyvä myös tähtitieteelliseen tähtitieteeseen!

knzhou
2018-07-27 00:07:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minusta näyttää siltä, ​​että gravitaatioaallot liikkuvat valon nopeudella. Ja näyttää siltä, ​​että tämä viittaa siihen, että samanlainen teoria voitaisiin laatia painovoiman suhteen kuin Maxwell sähköisten ja magneettisten voimien suhteen.

Tämä on tavallaan oikealla tiellä, mutta hieman väärin. Ei ole yllättävää, että sekä gravitaatio- että sähkömagneettiset aallot liikkuvat samalla nopeudella, koska niitä vastaavat teoriat (yleinen suhteellisuusteoria, sähkömagneettisuus) on rakennettu erityisen suhteellisuusteollisuuden päälle, mikä kertoo meille, että aika-aika tulee olemaan perustavanlaatuinen.

Tämä viittaa siihen, että voimme ehkä yhdistää nämä kaksi ilman suurempia ongelmia, ja se on todellakin tehty jo kauan sitten. Klassinen painovoima sähkömagneettisuudella kuvataan yksinkertaisesti toiminnalla $$ S = \ int d ^ 4x \ sqrt {-g} \, \ left (\ frac {R} {16 \ pi} - \ frac14 F ^ {\ mu \ nu} F _ {\ mu \ nu} \ oikea ). $$ Eksoottisemmin voidaan harkita Kaluza-Klein-teoriaa, jossa et edes laita sähkömagneettista kenttää erikseen, mutta saat sen automaattisesti viidennestä pakatusta ulottuvuudesta. Tai jos rajoitat itsesi heikkoihin painovoimakenttiin, saat gravitoelektromagnetismin, likimääräisen painovoimateorian, joka näyttää melkein täsmälleen kuin sähkömagneettisuus.

Yhteinen ketju on, että nämä teoriat ovat klassisia. Todellinen kysymys kaiken teorian rakentamisesta on tehdä niistä yhteensopivia kvanttimekaniikan kanssa. Olemme tehneet tämän sähkömagneettisuuden takia, saaden kvanttielektrodynamiikkaa, mutta tehtävä on paljon vaikeampaa painovoiman kannalta.

Gravitaatioaallot ovat puhtaasti klassinen ilmiö, eivätkä ne kerro meille kvanttipainosta. Niiden havaitsemisella on kyllä ​​hyöty siitä, että meistä tulee hieman varmempia yleisestä suhteellisuudesta, vaikka olimme jo hyvin luottavaisia ​​sen totuuteen. Kuten nykyiset vastaukset ovat sanoneet, LIGO: n tärkein hyöty on tähtitieteilijöille ja kosmologeille.

Lauseke tässä: "koska niiden vastaavat teoriat (yleinen suhteellisuusteoria, sähkömagneettisuus) on rakennettu erityisen suhteellisuusteollisuuden päälle", viittaa siihen, että sähkömagnetismi tuli erityisen suhteellisuusteorian jälkeen ja "rakennettiin sen päälle".Tämä ei todellakaan ole totta.Maxwellin kehittämä sähkömagneettinen teoria edelsi Einsteinin erityistä suhteellisuusteoriaa.
@enumaris Se on totta, mutta valitsin sanamuodon tarkoituksella.Uskon vahvasti, että paras tapa aloittaa toinen kurssi E&M: ssä on johtaa se erityisestä suhteellisuudesta.Kumpikaan ei ole loogisesti etusijalla, sinulla on valinnanvaraa asiassa.
user93146
2018-07-26 21:14:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Samankaltainen teoria" tässä yhteydessä on yleinen suhteellisuusteoria. Saat painovoima-aineita klassisina ennusteina. Ja toistaiseksi sitä havaitaan. Se on painovoima, jonka joku heiluttaa todella suurta magneettia edestakaisin muutamalla 100 Hz: llä.

Se on todella siistiä. Mutta toistaiseksi ei tarvitse kvanttimekaniikkaa ymmärtää.

Molemmissa tapauksissa olisi hienoa saada kvanttiteoria. Sähkömagnetismin tapauksessa se on tehty. Kiitos joukolle hienoja mieliä 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa, etenkin Feynmanille, ja monet muut ihmiset olivat kriittisiä kehityksessä. Mutta painovoiman vuoksi toistaiseksi asiat ovat harhakuvitelmia.

Syy, joka meni suhteellisen nopeasti, oli se, että meillä on paljon ja paljon ja paljon kokeiluja, jotka liittyvät E&M: ään. Monilla erilaisilla energioilla ja valtavasti erilaisissa olosuhteissa. Jotkut on helppo laskea ja toiset vähemmän. Kemiasta puolijohdepiireihin sähkömoottoreihin radioihin. "Miksi kulta on kullanvärinen hopeanvärisen sijaan?" Superjohtavuuteen. Sähköjunayksiköihin. Kuinka tämä autoni sähkölaite vähentää ruostetta? Kaikki on E&M. (No, jonkin verran ydinvoimaa reunoilla luulisin.)

Joten muutaman painovoiman havaitseminen on todella mukavaa. Mutta edessä on vielä pitkä matka.



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 4.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...