Határozatlanság a téridőben I, II, III

[Takács Imre]

Sziasztok!

Lehet olvasni a neten egy írást, ami arról szól, hogy egy magyar úriember, Benkő László saját készítésű torziós ingájával megpróbálta különböző anyagból készült forgó korongok esetén megmérni a forgásból adódó addicionális gravitációs hatást:
http://www.jomagam.hu/tudomany/fizika/benko2/

Azt találta, hogy van mérhető addicionális vonzás, ami arányos a korong átmérőjével és a fordulatszám négyzetével.
A jelenség értelmezéséhez kitalált magyarázata valószínűleg nem tűnik helytállónak a profi fizikusok körében, de ez talán egyenlőre másodlagos.
A mérési eredmények, azok tények. Legfeljebb mérési hibával terheltek lehetnek.

Hallott már valaki arról, hogy ezeket a méréseket megismételte-e valaki laboratóriumi körülmények között?
Sikerült reprodukálni a méréseket?
Sikerült megcáfolni, vagy megerősíteni a mérési adatokat?

[G.Á]

Bevallom, nem olvastam végig részletesen, mindenesetre a hivatkozás azt állítja hogy a gyorsulás/súly függene a test forgásától. Ez teljesen rendben is van, az ált.rel.-ben perturbációszámításban valóban előkerülnek ilyen ehhez hasonló effektusok, csak egyrészről a következtetések nem minden problémától mentesek (matematikailag), másrészt a forgásiránytól függ az effektus, hacsak nem a Föld forgástengelyére merőleges a forgástengely.

Egyébiránt én nem értek hozzá sajnos, sőt valamikor akartam is ezzel kapcsolatban kérdezni valamit.
Mindenesetre köze van ahhoz amit Laci frame-dragging néven már említett, ő talán tud segíteni.

[Takács Imre]

Sziasztok!

Úgy látom, hogy Benkő Laci bácsi forgásgravitációs kísérleti eredményei nem okoztak feltűnést ezen a fórumon.
Lehetséges, hogy a nyár emeli az ingerküszöbünket és lelassítja a reakciónkat...
Szerintem mindenképpen érdemes arra ez a kísérletsorozat, hogy laboratóriumi körülmények között megpróbálják reprodukálni. Ha sikerülne megerősíteni a jelenséget, annak lenne hírértéke.

Más.
Kitaláltam egy kísérletet, ami alkalmas lehet arra, hogy igazolja, vagy cáfolja a határozatlansági téridő modell állításait.
Kezdem az elején.
Sajnos én nem tudok rajzolóprogramokat segítségül hívni, hogy profi módon megszerkesztett ábrákon magyarázzak, így elővettem egy kockás papírt, körzőt, vonalzót, szögmérőt meg számológépet és a következő ábrát rajzoltam:

Vannak az ábrán a szerkesztésből adódó egy-két mm-es eltérések, de a lényeg jól látható rajta.

Az ábra a következő gondolatkísérlethez magyarázat:
Képzeljük el, hogy van egy állónak tekintett megfigyelőnk, aki egy ugyancsak álló űrhajó mellett áll.
Az űrhajó eleje, oldalai és vége is fel van szerelve lézer stroboszkópokkal, amelyek segítségével 10 fokonként tud fotonokat kibocsátani.
Az álló űrhajón villannak a stroboszkópok. Az álló megfigyelő szempontjából a stroboszkópok által kibocsájtott fotonok egy másodperc múlva mind egy fénymásodpercnyi távolságra vannak. A fotonok pályáját a fekete vonalak jelzik.
Most képzeljük el, hogy az űrhajó elindul, megy egy kört, felgyorsul a fénysebesség 13/15-öd részére és visszatér a kiindulási helyére. Amikor pontosan az előző térbeli helyére érkezik, akkor ismét villant egyet a stroboszkópjaival.
A fotonok pályáját a kék vonalak jelzik. Látható, hogy bár ugyanaz az űrhajó, ugyanarról a helyről villant, a kibocsájtott fotonok pályája nem egyezik az álló űrhajó által kibocsájtott fotonok pályájával.
Az ábrán zöld x-szel jelöltem az űrhajó helyzetét az álló megfigyelő szemszögéből egy másodperc elteltével.
Látható, hogy az adott szögben kibocsájtott fotonok végig ugyanolyan szög alatt "láthatók" az űrhajóból (zöld vonalak 60, 90, 120, 240 270 és 300 fok irányába).
Elmondható, hogy az álló megfigyelő mind az álló helyzetű, mind a haladó űrhajó által kibocsátott fotonok sebességét c-nek méri. A fotonok irányát azonban nem látja azonosnak. Úgy tűnik, mintha az űrhajó előtt sűrűsödne, az űrhajó mögött ritkulna a fotonok intenzitása.
Az álló megfigyelő úgy látja, hogy pontosan az űrhajó előtt, 180°irányában haladó foton egy másodperc alatt csak 2/15-öd fénymásodpercre távolodott el az űrhajótól, az űrhajó mögött 0°irányában haladó foton egy másodperc alatt 28/15-öd fénymásodpercre távolodott el az űrhajótól. Világos, hogy az űrhajóban mozgó megfigyelő tér- és időérzékelésének úgy kell változnia, hogy az űrhajót elhagyó minden foton sebességét c-nek mérje.

Ezt természetesen el lehet érni a jól bevált Lorentz-transzformációval. Én most egy másik lehetőséget vázolok.

A tér és idő határozatlanságát tartalmazó modell azt mondja, hogy a fénysebesség nem állandó, csak állandónak mérjük. Ez azt jelenti, hogy görbültebb, "sűrűbb" téridőben lassul az idő és lassabban halad a fény, "ritkább" téridőben gyorsabban telik az idő és gyorsul a fény is.
A fenti példára ezt a feltételt alkalmazva meghatározható minden irányra egy faktor, ami megszabja, hogy a tér és idő mértékegységei milyen mértékben változnak, hogy az adott irányban kibocsátott fotonok sebességét a megfigyelő c-nek mérje. Pl. 90°esetén az álló megfigyelő azt látja, hogy a foton az űrhajótól 1 másodperc alatt 0,5 fénymásodperc távolságra jutott.1,414-es faktor feltételezésével az űrhajóban lévő megfigyelő azt méri, hogy a távolság 0,5 fénymásodperc helyett 0,707 fénymásodperc és 1 másodperc helyett 0,707 másodperc lesz. Így a foton sebességét c-nek méri.
A piros görbén bejelöltem, hogy az űrhajón lévő megfigyelő milyen irányban, mekkora távolságokat mér fénymásodpercben. Ehhez nyilván ugyanannyi másodperc tartozik időben. Az értékeket két tizedesig adtam meg, ezért létható 90°-nál a 0,707 helyett a 0,71-es érték.
Az ábrán az látható, hogy a mozgó tárgy előtt sűrűsödik, mögötte ritkul a téridő.

Milyen mérhető paraméterek következnek a fenti feltételezésekből?
Egy felénk nagy sebességgel közeledő objektum fényintenzitása nagyobb lesz, mint ugyanezen objektum fényintenzitása, ha távolodik.
Egy bolygó haladási irányba eső felületén állva lassabban kell teljen az idő, mint a haladási iránnyal ellentétes oldalán.
Egy erre vonatkozó kísérlet: a bolygó pontosan a haladási irányába eső felületéről (mikrohullámú háttérsugárzás segítségével meghatározott haladási irányról beszélek) felszáll két repülőgép és egyenlő sebességgel, egyenlő magasságban haladva az egyik úgy repül, hogy igyekszik a bolygó haladási irányában maradni, míg a másik megkerüli a földet. Mikor újra találkoznak, egyszerre leszállnak. Ha a fenti feltételezések helyesek, akkor azon a repülőn lévő atomóra, amelyik a bolygó haladási irányában maradt késni fog a másik repülőn lévő órához képest, amelyik a haladási iránnyal ellentétes oldalon is átrepült.
Úgy tudom, hogy van olyan tapasztalat, hogy egyszerre felszálló, de más irányokba tartó repülőgépeken elhelyezett atomórák különböző sebességgel járnak, de ezen jelenség elfogadott magyarázatát nem ismerem.

[takacs.ferenc.bp]

[srudolf]

Szia Imre
Nézz utánna az fény aberrációs jelenségének.
Nagy sebességgel mozgó fényforrások esetén (pl. egy csillag) fellép a relativisztikus aberráció is.
A magyarázat az, hogy a hullámszám négyesvektor szöge változik meg a Lorentz trafó során.
Tehát a fotonok terjedési iránya változik meg.

Nagyon érdekes jelenség az pl., hogy mit lát egy csillag felé relativisztikus sebességgel közeledő űrhajós.
Mert ha elég nagy sebességgel közeledik, akkor láthatja csillag hátsó részét is.

[Takács Imre]

Sziasztok!

Köszönöm a hozzászólásokat.

Ferenc!

Én valóban a fotonintenzitásról beszéltem.
Egységnyi felületre több foton érkezik, ha nagy sebességgel közeledik felénk egy fényforrás, mint mikor nyugalomban vagyunk a fényforráshoz képest. Ha gyorsan távolodik tőlünk a fényforrás, akkor kisebb a fotonintenzitás, mint a nyugalmi helyzet esetén.

Srudolf!


Szerintem ez csak félig igaz. A relativitáselmélet ilyen jellegű következményeiért nem tudom kizárni a világképemből az abszolút vonatkoztatási rendszert.

Megpróbálom elmagyarázni, hogy mire gondolok.
Képzeljünk el egy fényforrást, pl. egy csillagot és egy űrhajót, tőle egy fényévre.
A relativitáselmélet szerint nem létezik abszolút vonatkoztatási rendszer, így teljesen egyenértékű az az állítás, hogy az űrhajó van nyugalomban és csillag közeledik hozzá relativisztikus sebességgel, vagy a csillag van nyugalomban és az űrhajó közeledik hozzá relativisztikus sebességgel.

A téridő határozatlanságát és az abszolút vonatkoztatási rendszer létét feltételező modell alapján azt mondhatjuk, hogy az abszolút vonatkoztatási rendszerhez képest álló csillag gömbszimmetrikusan bocsátja ki a fotonokat.
Ha a csillagot valamilyen módon az abszolút nyugalmi rendszerhez képest relativisztikus sebességre gyorsítjuk, akkor a csillag körül kialakuló téridő görbülete aszimmetrikussá válik, a haladási irányba több foton fog elindulni a csillag felületéről, mint a haladási iránnyal ellentétes irányba (lsd. az előző hozzászólásom rajzát).
Ebben a modellben a csillag körül kialakuló téridő alakját a csillag tulajdonságai (tömege, energiája, alakja, helyzet- és helyváltoztató mozgása...) határozzák meg. Teljesen "hidegen hagyja" a csillag felszínét elhagyó fotonokat, hogy a csillagtól egy fényévnyire egy csekély nyugalmi tömegű űrhajó milyen mozgást végez.
Ilyen értelemben el tudom fogadni azt a kijelentést, hogy az abszolút vonatkoztatási rendszerben csekély sebességgel közlekedő űrhajó felé relativisztikus sebességgel közeledő csillag hátsó oldalából is lát valamennyit az űrhajón lévő megfigyelő.
A fordított helyzetet, miszerint az abszolút vonatkoztatási rendszerhez képest csekély sebességgel haladó csillag felé relativisztikus sebességgel közeledő űrhajó látná a csillag hátsó felét, nem tudom elfogadni. Szegény foton a csillag hátsó oldalán honnan érzékelné, hogy tőle egy fényévnyire egy űrhajócska közeledik nagy sebességgel, ezért neki most abba az irányba kell elhagynia a csillag felszínét?
Még ha feltételesen el is fogadom ezt a következtetést, jönnek a következő problémák:
Mi a helyzet akkor, ha a csillag felé ellentétes irányból, azonos relativisztikus sebességgel, azonos távolságból közeledik két űrhajó? Ilyenkor a csillag felszínét elhagyó fotonnak egyszerre mindkét űrhajó irányába kellene mennie, hiszen mindkét űrhajó látja a felszínnek azt a részét.
Mi a helyzet akkor, ha a nyugalomban lévő csillagtól egy fényévnyire két űrhajó halad el egymás mellett? Az egyik relativisztikus sebességgel közeledik a csillag felé, a másik relativisztikus sebességgel távolodik tőle. A közeledő lát a csillag hátsó oldalából is részeket a távolodó csak a csillag közelebbi oldalának közepét látja. Honnan tudja a csillag hátsó oldaláról érkező foton, hogy neki csak a közeledő űrhajó megfigyelőjének detektoraiba szabad becsapódnia?

Ha ezekre a problémákra van megoldásotok, szívesen elolvasnám őket.

[takacs.ferenc.bp]

[István]

[Takács Imre]

Szia István!

Azt gondolom, hogy a lézer akkora átmérővel rendelkezik, ami az elemi részecskékhez képest gigantikus. Egyáltalán nem biztos, hogy a lézert érzékelhető mértékben eltérítené. Másik gond, hogy egy sok elektronból álló elektronsugár elmossa a hatást. Egyesével kellene az elemi részecskéket átterelgeti a lézernyalábon. Persze kipróbálni sok mindent lehet. A nagyobb gond az, hogy még egy, konkrét eredményeket produkáló forgásgravitációs kísérlet sem kelti fel a szakmai közönség érdeklődését

Az eszmefuttatásom lényege, hogy szerintem a nyugalmi tömeggel rendelkező tárgyak a mozgásuk során a mozgásból adódóan görbítik maguk körül a téridőt. A mozgást pedig a mikrohullámú háttérsugárzás segítségével meghatározott globális vonatkoztatási rendszerhez kell viszonyítani.
Hol akadtál el a magyarázatban? Meddig tudtad követni?

[István]