ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Роман Романович / Запись

ПОСТОЯННАЯ ХАББЛА, LISA И LIGO.

03.12.2006
11:08
Точная величина постоянной Хаббла, для астрономии, космологии и физики имеет большое значение. В астрономии она поможет находить точное расстояние до удаленных галактик по их красному смещению. Для космологии это будет очередным доказательством верности представления о расширении Вселенной, и при длительном наблюдении возможно экспериментальное определение параметров расширения, ускорения. Надо сказать, что не все поддерживают гипотезу «большого взрыва», достаточно упомянуть Нобелевских лауреатов, Альвен Ханнес Олоф Госта, Вальтера Нернста и др. Например: Фрэд Хойл с Германом Бонди и Томасом Голдом в 1948 году они опубликовали две статьи о стационарной Вселенной. Фрэд Хойл ввел в уравнения Эйнштейна C-поле отрицательного давления. Стационарная модель была вечной, но требовала постоянного создания вещества. Согласно этой модели Вселенная вечно расширяется, но плотность вещества остается постоянной. Его книга Другой Взгляд на Космологию: От статичной Вселенной через Большой Взрыв к Реальности, написанная в соавторстве с Бэрбиджем и Нарликаром появилась в 2000 году.
Джаянт Нарликар. Он решил полевые уравнения для частиц, масса которых является функцией времени, т.е.: m=m(t).
Можно привести множество аналогичных примеров. Но суть дела не в этом, а в том, что возможно точное экспериментальное определение постоянной Хаббла, исходя из теоретических представлений.

В космологической модели расширяющейся вселенной, говорится о том, что при возрастании радиуса а Вселенной все скорости движущихся тел падают. Л.Д.Ландау Е.М.Лифшиц «Теория поля» стр.478.
р а=const.
Красное смещение частоты света w, объясняемое расширением пространства, определяется аналогичной формулой.
wa=const.
Так как wa=const, то d(wa)/dt=0 откуда следует что dw/wdt=da/adt
Постоянную Хаббла определяют как H=da/adt и учитывая, что dt=l/c, где l длина базы проходимая светом, c скорость света. То в этом случае dw =Hwl/c.
Если подставить реально достижимые параметры для LIGO, l=4000*N, где N=10000, число отражений луча, то сдвиг частоты видимого света f=5*1014 Гц составит:
df =2,5*10-18 *4*107 * 5*10 14 /3*10 8 =1,66*10 -4 Гц.

Обнаружить такой сдвиг частоты технически возможно. Если учесть, что в отличие от переменного сдвига частоты света, обусловленного нестабильностью излучения лазера, возможным воздействием гравитационных волн и другими причинами, предполагаемый сдвиг частоты от расширения Вселенной будет односторонним, систематическим. За сутки интерференционный счетчик, при указанных параметрах, должен зафиксировать недостачу в 144 импульса. Единственная сложность состоит в том, чтобы полностью исключить эффект гироскопа и обеспечить необходимое число отражений света, в остальном данная методика определения постоянной Хаббла, не составит технических проблем. Следует отметить еще одну особенность установки, это чувствительность к изменению уровня гравитационного потенциала φ в точке наблюдения. Где dφ изменение уровня за dt=l/c.
df= fdφ/c2
Пока неясно где может пригодиться данных эффект, но кто знает, может быть гравитационные волны проявят себя именно изменением уровня гравитационного потенциала.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

03.12.2006 11:55#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
0. Предлагается измерять параметр, который будет занулён при калибровке прибора.

1. Не учтено космологического ускорения, что вообще все расчёты отправляет в корзину.

2. Необоснованно приплетено нарушение законов сохранения - его там нет. Подсказка: рассмотреть ньютоновское приближение. Отсюда же можно рассмотреть зануление при калибровке.

3. Радует оригинальностью логика докладчика: по его мнению, измерение одновременно и подтвердит космологические расчёты, и поставит их под сомнение.

Вывод: идея была занятная, но вот критически рассмотреть её докладчик не смог.
03.12.2006 17:41#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
0. Каким образом можно занулить систематический сдвиг?
1. А причем тут ускорение расширения?
2. Уменьшение энергии фотона-нарушение закона сохранения энергии. Какие могут быть еще ворианты?
Ньютоновское приближение имеет отношение к космологической модели следующей из ОТО?
3. Да, на эту проблему смотрю с разных точек зрения. И соответственно высказываю свои сомнения.

Вывод: критиковать надо обдуманно.
03.12.2006 17:51#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
0. Его не будут занулять, его просто примут равным нулю, и будут менять силы или ускорения зеркал до тех пор, пока он не станет равным нулю в рамках погрешности.

1. При том, что формула pa=const не работает.

2. В ньютоновском описании уменьшение энергии при подъёме в гравитационном поле означает не нарушение закона сохранения энергии, а увеличение потенциальной энергии в гравитационном поле. Ньютоновское приближение имеет отношение к любой задаче слабого поля, а космологические поля в пределах рассматриваемых приборов слабые.

3. Ваши личные сомнения вовсе не означают какого-либо ущерба надёжности космологических расчётов.

Критика была обдуманной, жаль только, что вы не пожелали обдумать её сами, чтобы понять, что вам пытаются сказать. Та же беда, что и с основным докладом.
05.12.2006 22:29#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
0. Это верно для LISA, а разговор идет про LIGO. Вернее про любой подобный интерферометр.
1. Это скажи авторам "Теории поля"
2. Насколько знаю, считается, идет расширение 4-мерного пространства-времени, а не разлет галактик в пространстве. И соотвественно применение Ньютовского приближения не имеет место.
3. Это не только мои сомнения.
За критику спасибо, противоречия решил вырезать.
09.12.2006 00:38#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Я гляжу, мои возражения вы тоже решили вырезать. Похвально, именно так и демонстрируют, что вас интересует: объективная критика или незаслуженные похвалы.
09.12.2006 21:46#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Критические, конструктивные высказывания остались на месте.
То что не относится к сути проблемы, не стоит оставлять.
09.12.2006 21:53#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Если бы я считал, что то, что я пишу, не относится к сути проблемы, я бы это не писал.

Вы показали себя прекрасно, оправдания ничего не исправят.
04.12.2006 11:47#
sergeygubanov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.

С чего Вы взяли, что закон Хаббла должен работать на масштабах меньших размеров скопления галактик?

> А для физики это нарушение законов сохранения импульса и энергии.

А это ещё с какой стати? Энергия импульс передаётся гравитационному полю и наоборот. Суммарная энергия-импульс сохраняется.

05.12.2006 22:14#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Закон Хаббла работает на любых растояниях.

Закон сохранения энергии, в обычной трактовке нарушается. Но это другая история.
06.12.2006 11:39#
sergeygubanov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.

> Закон Хаббла работает на любых растояниях.

Вы в это верите или доказать можете?

06.12.2006 21:19#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Хотелось бы верить, но лучше доказать, экспериментально.
Вопрос, расчеты верны, проверял?

Все взято из классической интерпретации красного смещения. Если данная формула не работает на маленьких растояниях, то почему она должна работать на больших растояниях?

Тут fir-tree утверждает: "Расширяется 3-пространство во времени, а 4-пространство-время неизменно и имеет заданную форму, такую, что множество 3-сечений выглядит как меняющееся 3-пространство."
Эта категоричность и простота меня шокирует.
Ваше мнение? Кстати как постояная Хаббла в ТГВ?
07.12.2006 11:48#
sergeygubanov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.

Дело в том, что однородное изменение масштаба (расширение или сжатие) Вселенной возможно когда средняя плотность энергии глобальной масштабной моды доминирует над средней плотностью энергии всех остальных мод: обычной материи и локальных гравитационных волн. С чего это вдруг космологической глобальной масштабной моде доминировать на масштабах, скажем, меньших галактических - как тогда галактики-то образовались? Сам факт существования галактик говорит о том что на таких масштабах доминируют локальные моды.

> Тут fir-tree утверждает: "Расширяется 3-пространство во времени, а 4-пространство-время неизменно и имеет заданную форму, такую, что множество 3-сечений выглядит как меняющееся 3-пространство."

Он прав. Четырёхмерное пространство, по определению, уже включает время "внутрь" себя, т.е. четырёхмерное пространство описывает сразу всё прошлое настоящее и будущее. Динамики нет.

> Кстати как постояная Хаббла в ТГВ?

Поскольку в ней нет понятия критической плотности, то постоянная Хаббла там достаточно произвольная величина, ТГВ одинаково объясняет любое её значение динамикой конформной моды пространственной метрики.

07.12.2006 14:17#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
>на таких масштабах доминируют локальные моды.

Не спорю. Приведу цитату из "Теории поля"
"...расматриваемый эффект практически не сказывается на размерах самих туманностей и тем более звезд"
Считается что пространсво расширяется в каждой точке. Но эффект заметен только на больших растояниях. Поэтому считалось, что его можно не учитывать. Разговор о том, что эффект "расширения" можно зафиксировать в земных условиях.

> Четырёхмерное пространство, по определению, уже включает время "внутрь" себя, т.е. четырёхмерное пространство описывает сразу всё прошлое настоящее и будущее. Динамики нет.

И времени нет??? Все предопределенно и записано в "книге жизни"???
Странное представление о пространстве-времени. Но не об этом разговор, оставим на потом.
07.12.2006 15:25#
sergeygubanov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.

> Считается что пространсво расширяется в каждой точке. Но эффект заметен только на больших растояниях. Поэтому считалось, что его можно не учитывать. Разговор о том, что эффект "расширения" можно зафиксировать в земных условиях.

Разумеется нет. То что Вы предлагаете это всё равно что измерять температуру одной частицы газа. Просто существует масштаб меньше которого однородное решение уравнений гравитации неприменимо, ибо на меньшем масштабе однородности нет и надо решать уже совсем другие уравнения. И то какие у них будут решения зависит от конкретной локальной структуры. Этот локальный масштаб, очевидно, не меньше размеров галактик.

>> Четырёхмерное пространство, по определению, уже включает время "внутрь" себя, т.е. четырёхмерное пространство описывает сразу всё прошлое настоящее и будущее. Динамики нет.

> И времени нет??? Все предопределенно и записано в "книге жизни"???

Хм... А Вы, вообще, как бы, в курсе того что такое четырёхмерное пространство-время?

08.12.2006 22:57#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
>Просто существует масштаб меньше
> которого однородное решение уравнений гравитации неприменимо, ибо на
> меньшем масштабе однородности нет и надо решать уже совсем другие
> уравнения. И то какие у них будут решения зависит от конкретной
> локальной структуры. Этот локальный масштаб, очевидно, не меньше
> размеров галактик.

Существует множество обяснений красного смещения, постановка
эксперимента сразу отсечет половину из них. Не стоит догматически
считать только одну из интерпретаций верной.

> Четырёхмерное пространство, по определению, уже включает время
> "внутрь" себя, т.е. четырёхмерное пространство описывает сразу всё
> прошлое настоящее и будущее. Динамики нет.

> Хм... А Вы, вообще, как бы, в курсе того что такое четырёхмерное
> пространство-время?

А кто точно знает, что такое пространство-время? В последнее время, в
связи предполагаемым ускорением расширения, говорят об необходимости
лямбда постоянной. Это значит, что существует замкнутое пространство
определенной кривизны без наличия масс. Так что все расплывчато и
неопределенно. С другой стороны, кажется договорились что Время не
координата, а динамика, процесс. И соотвественно не существует "записи"
прошлого и будущего, есть только настояшее. Оно определяется прошлым и
будущим. Такая вот концепция.
09.12.2006 00:36#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Существует одно объяснение красного смещения. Ознакомьтесь с предметом.

Лямбда не означает замкнутого пространства. Ознакомьтесь с предметом.

Что время - не координата, никто не договаривался. Ознакомьтесь с предметом.
09.12.2006 22:25#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
О чем разговор? Если все известно и доказано.
На самом деле нет одного объяснения.

Спасибо за совет, ознакомился. Вот цитата из Ландау-Лифшица стр.457.
"Введение в плотность лагранжевой функции постоянного члена (лямбда), вообще не зависящей от состояния поля, означало бы приписывание пространству-времени принципиально неустранимой кривизны, не связаной ни с материей, ни с гравитационными волнами". А это напоминает другие космологические модели.

Об этом сказал Губанов, в связи с ТГВ.
Лично мое обоснованное мнение: Время не координата.
10.12.2006 00:17#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Вам надо объяснять разницу между "существует одно объяснение" и "всё известно и доказано"? Она существенна.

Принципиально неустранимая кривизна и замкнутое пространство - тоже вещи разные.

От того, что вы называете что-то обоснованным мнением, оно обоснованным мнением не становится.
11.12.2006 17:35#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Это уже просто придирки. Читать надо внимательно! См. цитату
"Джаянт Нарликар. Он решил полевые уравнения для частиц, масса которых является функцией времени, т.е.: m=m(t).
Можно привести множество аналогичных примеров. Но суть дела не в этом, а в том, что возможно точное экспериментальное определение постоянной Хаббла, исходя из (некоторых!) теоретических представлений."

Если сказать точнее, то открытым или закрытым будет пространство, зависит от знака кривизны.

А где доказательство того, что Время это координата? Можно привести пример, авторитетное мнение?. ОТО и СТО не предлагать.
11.12.2006 17:43#
rykov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Странно! Мы в XXI веке или все еще в позднем средневековье? Сколько можно говорить о space-time?
Это же химера, которая видна невооружённым взглядом.

http://www.inauka.ru/blogs/article64607/print.html


12.12.2006 17:20#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Читать надо внимательно теорию относительности. В ней в зависимости от используемой системы координат тоже можно в качестве одной из интерпретаций говорить о частицах изменяющейся массы. Но решением уравнений будет сама форма пространства-времени, а не её представление в каких-либо частных координатах.

Кривизна - не только скалярная величина, в частности, можно так ввести неустранимое слагаемое в тензоре кривизны, что его вклад в скалярную кривизну будет нулевым, и не будет влиять на замкнутость или открытость пространства.

Лоренц-инвариантность является одним из самых широко подтверждённых явлений в современной физике. А ваше условие выглядит таким образом: "где доказательства? доказательства не предлагать".
14.12.2006 10:52#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Зависимость массы от системы координат? Мне кажется что это уже не ОТО.

>...можно так ввести неустранимое слагаемое в тензоре кривизны, что его вклад в скалярную кривизну будет нулевым,...

Каким образом? И насколько это будет соответствовать реальному пространству-времени?

А про "очень специальные теории относительности" не слышал?. Где расматривается нарушение Лоренц-инвариантности. Смысл объяснить несимметричность пространства-времени, СР-несиметрию.
15.12.2006 17:00#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
> Зависимость массы от системы координат? Мне кажется что это уже не ОТО.

Это ОТО. В общем случае для частицы g^αβ p_α p_β = m^2.

> Каким образом? И насколько это будет соответствовать реальному пространству-времени?

Об этом в любом учебнике ОТО написано. Вспомните, скалярная кривизна получается из тензора Римана двумя свёртками, при этом теряется много информации.

> А про "очень специальные теории относительности" не слышал?

Кто? Я? Если вы ко мне обращаетесь, то "не слышали?". Слышал, не заинтересовался. Ничего там не объясняется.
16.12.2006 03:58#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
g^αβ p_α p_β = m^2.
Все понятно? мне нет, попытаюсь перевестию

>Вспомните, скалярная кривизна получается из тензора Римана двумя >свёртками, при этом теряется много информации.

Честно говоря нечего в этом не понимаю. А мне то казалось, что информация сама по себе. Где бы Взять хороший учебник?.

Кстати меня это тоже не заинтересовало! Но они объяснить хотели мноргое, например нарушение СР, Правильно?
16.12.2006 04:14#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
> Все понятно? мне нет, попытаюсь перевести

Исправил опечатку.

> Честно говоря нечего в этом не понимаю. А мне то казалось, что информация сама по себе. Где бы Взять хороший учебник?.

Странно, что вы обо всём этом пишете, не зная материала. В качестве хорошего учебника, безусловно, рекомендуется Мизнер, Торн, Уилер "Гравитация". Но что такое скалярная кривизна и тензор Римана, написано и в Ландау-Лифшице.
16.12.2006 05:51#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Вообще то я говорил об информации.
А с тензорами путаюсь, особенно в приложении к пространству-времени. Логика не понятна. Честно признаюсь.

Кстати "Мизнер, Торн, Уилер "Гравитация". " есть электроная версия? Вышли пожалуста. Для интереса, не читал. Тогда можем говорить на одном "языке".

Потом задам интересный вопрос, про кривизну.
16.12.2006 16:04#
fir-tree
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Число степеней свободы или число компонент величины - это, грубо говоря, и есть количество информации.

Про тензоры можно говорить очень много, и в приложении к обычной геометрии, и к пространству-времени, и к искривлённому пространству. Здесь одной книги недостаточно, может понадобиться разобраться в описаниях многих авторов. Впрочем, см., напр., Коренев "Тензорное исчисление", Гельфанд, Минлос, Шапиро "Представления группы вращений и группы Лоренца, их применения".

МТУ в сети можно найти, например, по ссылке http://www.poiskknig.ru/ .
17.12.2006 21:39#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Обратил внимание на фразу.

>С чего это вдруг космологической глобальной
> масштабной моде доминировать на масштабах,
>скажем, меньших галактических - как тогда
> галактики-то образовались?

Говорится не об доминировании, а о том что Хаббла постоянная будет проявлять себя, в земных пределах. Это просто небольшая поправка к экспериментальным данным. Этим можно объяснить, почему Луна как бы удаляется от Земли.
05.09.2007 09:46#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Кстати, плохо читали своего учителя! Вот пример.
Пространство и космическая динамика. Бурланков Д.Е.
«..При надувании шарика расстояние между точками будет расти, пропорционально их первоначальному расстоянию, хотя точки никуда не движутся....Но так как мир един, это изменение масштаба происходит и в наших комнатах, лабораториях.»!
05.09.2007 11:06#
putnik
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
> Пространство и космическая динамика. Бурланков Д.Е.
«..При надувании шарика расстояние между точками будет расти, пропорционально их первоначальному расстоянию, хотя точки никуда не движутся....Но так как мир един, это изменение масштаба происходит и в наших комнатах, лабораториях.»!


Точки движутся. И в "плоскости" ("кривости") поверхности шарика, и сама поверхность шарика тоже движется.
05.09.2007 12:44#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
При этом, что характерно, размеры галактик не изменяются. С другой стороны и
Бурланков Д.Е. абсолютно прав. И что же из всего этого следует?
05.09.2007 13:06#
sergeygubanov
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Уравнения согласно которым Мир расширяется записаны для однородных условий, т.е. для больших масштабов (скоплений и сверхскоплений галактик). В неоднородных условиях, т.е. на мелких масштабах (и тем более внутри галактик) уравнения динамики мира совсем иные. Если вам интересен пример с надуваемым шариком, то ежели резина из которой он сделан всюду однородна, то да он всюду расширяется равномерно. Однако, если локально резина имеет неоднородности, где-то густо, а где-то пусто (где-то есть скопления галактик, а где-то их нет), то на таком надуваемом шарике где-то локально где резина потоньше - "волдыри вскочут", а где-то локально где резина потолще - очень мало что раздуется, хотя "в среднем" всё будет равномерно. То есть в среднем шарик раздувается равномерно, но в каждой его малой области закон его раздувания свой собственный зависящий от локальной плотности резины. Так же и со скоплениями галактик - внутри них свои законы изменения геометрии, а не такие как "в среднем по Миру".
05.09.2007 13:46#
Постоянная Хаббла, LISA и LIGO.
Все правильно, но мою мысль так и не поняли! Сдвиг частоты будет зависеть от изменения гравитационного потенциала и изменении метрики. А он в свою очередь от различных факторов, движение планет, звезд, галактик, от расширения Вселенной и от волн. Все виды влияния можно разложить по полочкам, при длительном наблюдении за сдвигом частоты.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50262

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 16

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия