重力が遅くなったり、スピードが上がったりしますか?


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真空中の光の速度は、おそらく最速の速度です。

重力が光の進路を曲げる場合、これは重力が光を遅らせて低速で動くことを意味しますか?それがコースに影響する場合、なぜ重力がそのスピードに影響を与えることができないのですか?

そして、重力が光の速度に影響を与える場合、最も遠い観測可能な物体までの距離の測定についてはどうでしょうか?150億光年にわたる重力の影響はすべて、それ自体であると仮定できますか?または、観測可能な宇宙全体の実際の距離は、重力の影響による認識できない変化の影響を受けますか?

回答:


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ウォルターが言うように、重力は光を曲げません。光は特定のタイプの直線経路であるヌル測地線に沿って移動します。(アフィン)測地線は本質的に方向を変えないため、幾何学的に軽い軌道は直線です。さらに、真空中の光の速度は、時空が湾曲しているかどうかに関係なく、すべての慣性フレームでですが、湾曲した時空慣性フレームはローカルにしか存在できません。c

ただし、変化する可能性があるのは、光の座標速度です。座標は時空イベントの単なるラベルであるため、これは完全にフラットな時空でも当てはまります。たとえば、リンドラー座標チャートでは、フラット時空のミンコフスキー計量はの形式を取ります ここで、は加速度の単位があります。光はヌル()ワードラインに沿って移動するため、光の座標速度は は位置に依存し、なることさえありG D S 2 = 0 のD S

ds2=g2x2c2dt2+dx2+dy2+dz2dSEuclid2,
gds2=00g
dSdt=|gx|c,
0、明らかなイベントの地平線があるので。リンドラー座標で静止しているオブザーバーは実際には適切な加速度持っているため、フラット時空のリンドラーチャートは「均一な重力場」の自然な類似物です。g

重力が光の進路を曲げる場合、これは重力が光を遅らせて低速で動くことを意味しますか?

いいえ、しかし私たちが言えることはこれです。ゆっくりと変化する弱い重力場の場合、次の測定基準は、ニュートンの重力ポテンシャル観点から時空を説明するのに適しています: 光の座標速度を簡単に計算できるため(ここでも): したがって、テイラー・マクラーリン級数でその逆数を拡張すると、その光が見つかります屈折率があったかのように移動しますD S 2 = - 1 + 2 ΦΦd s 2 = 0 d S

ds2=(1+2Φc2)c2dt2+(12Φc2)dS2,
ds2=0N=CDT
dSdt=c1+2Φ/c212Φ/c2,
n=cdtdS12Φc2+O(Φ2c4).

光の座標速度だけを扱っていることを覚えておくと、そうです、重力(むしろ、重力ポテンシャル)が光を遅らせると言えます。これについての別の考え方は次のとおりです。通常の慣性座標で通常のフラットミンコスキー時空を扱っていると仮定すると、光の軌跡を再現するには上記の屈折率を持つ媒体が必要です。しかし、もちろん、これを文字どおりに受け取ることは正当ではありません。(1)メトリックは光の伝播以上に影響を与え、(2)そのような解釈は重力の赤方偏移を説明できないためです。

後者のアプローチは、フラットな時空との仮想的な比較に依存するため、ウォルターの回答で説明されているものと道徳的に類似しています。違いは、重力のある物体から遠く離れた場所で何が起こるかについて話すことに制限することで、ウォルターは重力の赤方偏移の問題を回避できるが、局所的な屈折率を説明できないことです(プラス側では、彼のアプローチは弱くゆっくりと制限されていません-重力の変化)。

そして、重力が光の速度に影響を与える場合、最も遠い観測可能な物体までの距離の測定についてはどうでしょうか?150億光年にわたる重力の影響はすべて、それ自体であると仮定できますか?

私たちの宇宙論モデル、宇宙が大規模で均一で等方性であると仮定しています。この仮定は、私たちが見ることができるその部分の観測に裏付けられています。均一で等方性の宇宙では、光が通過するときの光の振る舞いを説明するのはかなり簡単です。そのため、いいえ、私たちは重力が自分自身でさえも影響していると仮定する必要はありません。逆に、モデルのパラメータに合わせるために、そのような光への重力効果を使用します。


今、答えがあります。私は英語の散文をほとんど理解しなかっただけで、すべての意味を理解したと言っているわけではなく、それらの方程式は単に素晴らしいです。ありがとうございました!
Cyber​​herbalist 2014年

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重力は光速に影響しません。それは時空のジオメトリに影響を与え、したがって光の経路に影響を与えます。ただし、これには同様の効果があります。

SMOMMOSSMOMO

もちろん、光は曲がることはありませんが、常にまっすぐな道を進みます。曲がっているのは、歪曲する質量がない場合のユークリッド時空と比較した時空です(「測地線」を参照)。時空の構造におけるこの歪みは、重力レンズ効果と呼ばれます。


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これは、特に私が専門用語以外で説明することに慣れていないので、難しい問題です。

上から:

条件付きではい。可能な限り空のスペース-星の間、銀河の間、銀河の家族の間などではない...銀河のスーパークラスター間の非常に空のスペースでは、それは最も速い場所にあります重力が最も弱い。

あなたがそうする時間があり、素敵な明確なターゲットブラックホールがあり、片側のイベントホライズンで青いレーザーを発射した場合(たとえば、シェイクスピアの全作品に続いてプロジェクトグーテンベルクの残りの部分を送信しているとします)-で月の最初の軌道が行った月のパチンコのように、それがずっとすくい取り、それからあなたの方向に戻って出るような方法で、何が起こりましたか?明るい色は変わりますか?

ビームがイベントの地平線に近づくほど、スペースは広がります-そのように考えると、光はさらに移動する必要があり、ブラックホールの周囲全体で同じです-イベントの地平線に近いほど、井戸は深くなります、より多くのスペースが引き伸ばされ、光が回り込むのに時間がかかります。あなたの視点から見ると、ブラックホールはX距離離れており、光がたどった経路は見かけの長さでYです。便利な計算尺を使用して、じゃじゃ馬の飼いならしを計算しますZに到着する必要があります。

時間通りに現れない。どうして?重力場の密度が旅を長くするため、光は非常に長い経路をたどる必要があったことを覚えておいてください。ようやく出てきたら何色?まだ青-これはブラックホールが遠ざかったり近づいたりするかどうかには依存しません-赤または青のシフトはありません。(波長が赤にわずかにシフトしたため、ここでは少し不誠実です-移動中にこれを行うと、部分的に吸収して再放出する自由浮遊原子との衝突により、さらにシフトします低い周波数、たとえばビッグバン(非常に暑い)-これからの光は実際には非常に長い波長です(極端に赤にシフトします)が、空間が拡大していることを覚えておいてください。簡単に言えば、エントロピーを元に戻すことはできません。

奇妙なことに、レーザーを発した観察者の視点から光が移動する距離は、The Shrewを含む光の波が遅く到達しただけでなく、互いに接近しているため(青)シフト)-しかし、それがオブザーバーに戻ったとき、それは以前と同じ色です。(明らかにスペースが長くなったので、これはそうではありませんか?)

重力が光を遅くすると言うことは、監視されたやかんが決して沸騰しないと言うことと同じであり、それは特定の観点から、つまり知覚的な観点から、一種の真実を持っています。

宇宙全体を見ると、目に見えるホットスポットとコールドスポットがあり、問題の多い場所と少ない場所があります。これは観察できます。現在私たちが抱えている問題は暗黒物質と暗黒エネルギーです。

私たち自身の太陽系での観測から始めました。遠くのオブジェクトはすべて、互いに相対的に測定されます。多くの観測は、多くのオブジェクト、それらの明度、それらの総明度、それらの赤または青のシフト、そして興味深いことにドップラーシフトのそれらの変化から成っています。さまざまな種類の星、脈動する星、強い放射を放出する星、あらゆる種類の共軌道星、銀河の中心にある降着円盤とその温度、コペルニクス以降、または少なくともルネサンス以降のデータの蓄積相対性などの世界のパラダイムシフトを考慮に入れて調整し、陸と宇宙を基盤とするプラットフォームから、宇宙の観測の解像度を大幅に向上させました(私たちは、

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