Между двумя телами возникает сила притяжение F=G*m1*m2/(r^2). Допустим, есть два тела, на которые не действуют никакие другие гравитационные силы и пр. Просто во Вселенной два тела. Между ними возникает сила F, которая пусть и будет равна 1*10^(-99999999***) - если они находятся очень далеко друг от друга. Но она якобы все равно есть. Но может ли быть такое расстояние Х, после которого эта сила будет равно 0, и эти два тела перестанут взаимодействовать вообще? Теоретически.
А если два тела будут с отрицательными массами? F<0, но все равно не 0. Но получается чем больше они отталкиваются, тем ближе F будет к 0?
Естественные науки
Существует ли во Вселенной такое расстроение Х, после которого два тела прекращают взаимодействовать ВООБЩЕ?
Это зависит от топологии Вселенной и её динамики.
1. Прямое пространство
1а. Статическая Вселенная
Если Вселенная представляет собой прямое статическое пространство, то таких точек не существует. Точнее, их не существует бесконечно долго. Рано или поздно взаимодействие придет из одной точки до другой.
1б. Расширяющаяся Вселенная
Если прямое пространство расширяется по закону Хабла, то можно найти точки, удаляющиеся друг от друга со скоростью близкой к скорости света. Причем, сколь угодно близкой. В этой модели гравитационное взаимодействие между точками начнет действовать при асимптотическом стремлении времени к бесконечности. То есть в прямой Вселенной всегда можно найти геометрическую точку, расположенную еще дальше, а, значит, имеющую скорость еще более близкую к скорости света. Поскольку прямая Вселенная по определению бесконечная.
2. Замкнутая Вселенная
2а. Статическая Вселенная
На первый взгляд кажется, что в этом случае нет таких точек, между которыми рано или поздно не возникнет гравитационного взаимодействия. Ведь все расстояния в такой модели конечные и не увеличиваются.
Но не всё так просто. Рассмотрим, например, модель Вселенной в виде гиперсферы:
X1^2 + X2^2 + X3^2 + X4^2 = R^2
Легко понять, что между противоположными точками гиперсферы гравитационного притяжения не будет! На противоположную точку гиперсферы действует сила гравитации
F=G*m1*m2/(r^2) (где r - половина длины экватора гиперсферы) , которая направлена по всем направлениям одновременно в силу геометрической симметрии. Притяжения вдоль любого направления в объеме гиперсферы эквивалентны, так как для противоположных точек гиперсферы нет выделенных направлений, которые имеют какое-то преимущество по сравнению с другими направлениями. (Аналогия с обычной 2-мерной сферой: из южного полюса Земли в северный можно попасть двигаясь по любому меридиану, все меридианы эквивалентны. ) Значит, равнодействующая всех этих сил равна нулю.
Почему гравитационное поле заключено только в пределах гиперсферы и не может действовать напрямую через точку с координатами (0,0,0,0)?
По двум причинам.
Во-первых, непротиворечивая физика в четырехмерном пространстве имеет другой закон для силы притяжения, не обратно пропорциональный квадрату расстояния. Измерения зависимости силы притяжения от расстояния с хорошей точностью дают закон Ньютона, то есть наше пространство с хорошей точностью является трехмерным, а не 4-мерным.
Во-вторых, для гиперсферы это не принципиально. Если считать, что гравитация от материальной массы, находящейся в нашей Вселенной, может действовать по прямой линии через точку с координатами (0,0,0,0), то вектор такой силы направлен ортогонально нашему трехмерному пространству. То есть не фиксируется никакими приборами и не может перемещать массу по её трем реальным степеням свободы. Это именно особенность гиперсферы. Например, для большинства точек гиперэллипсоида это уже не так:
(X1/A1)^2 + (X2/A2)^2 + (X3/A3)^2 + (X4/A4)^2 = R^2
2б. Расширяющаяся Вселенная
Если радиус гиперсферы является функцией времени R=R(t) такой, что Вселенная расширяется с ускорением, то у нас всегда в окрестности противоположной точки гиперсферы имеется бесконечное плотное множество точек, куда взаимодействие не дойдет никогда.
1. Прямое пространство
1а. Статическая Вселенная
Если Вселенная представляет собой прямое статическое пространство, то таких точек не существует. Точнее, их не существует бесконечно долго. Рано или поздно взаимодействие придет из одной точки до другой.
1б. Расширяющаяся Вселенная
Если прямое пространство расширяется по закону Хабла, то можно найти точки, удаляющиеся друг от друга со скоростью близкой к скорости света. Причем, сколь угодно близкой. В этой модели гравитационное взаимодействие между точками начнет действовать при асимптотическом стремлении времени к бесконечности. То есть в прямой Вселенной всегда можно найти геометрическую точку, расположенную еще дальше, а, значит, имеющую скорость еще более близкую к скорости света. Поскольку прямая Вселенная по определению бесконечная.
2. Замкнутая Вселенная
2а. Статическая Вселенная
На первый взгляд кажется, что в этом случае нет таких точек, между которыми рано или поздно не возникнет гравитационного взаимодействия. Ведь все расстояния в такой модели конечные и не увеличиваются.
Но не всё так просто. Рассмотрим, например, модель Вселенной в виде гиперсферы:
X1^2 + X2^2 + X3^2 + X4^2 = R^2
Легко понять, что между противоположными точками гиперсферы гравитационного притяжения не будет! На противоположную точку гиперсферы действует сила гравитации
F=G*m1*m2/(r^2) (где r - половина длины экватора гиперсферы) , которая направлена по всем направлениям одновременно в силу геометрической симметрии. Притяжения вдоль любого направления в объеме гиперсферы эквивалентны, так как для противоположных точек гиперсферы нет выделенных направлений, которые имеют какое-то преимущество по сравнению с другими направлениями. (Аналогия с обычной 2-мерной сферой: из южного полюса Земли в северный можно попасть двигаясь по любому меридиану, все меридианы эквивалентны. ) Значит, равнодействующая всех этих сил равна нулю.
Почему гравитационное поле заключено только в пределах гиперсферы и не может действовать напрямую через точку с координатами (0,0,0,0)?
По двум причинам.
Во-первых, непротиворечивая физика в четырехмерном пространстве имеет другой закон для силы притяжения, не обратно пропорциональный квадрату расстояния. Измерения зависимости силы притяжения от расстояния с хорошей точностью дают закон Ньютона, то есть наше пространство с хорошей точностью является трехмерным, а не 4-мерным.
Во-вторых, для гиперсферы это не принципиально. Если считать, что гравитация от материальной массы, находящейся в нашей Вселенной, может действовать по прямой линии через точку с координатами (0,0,0,0), то вектор такой силы направлен ортогонально нашему трехмерному пространству. То есть не фиксируется никакими приборами и не может перемещать массу по её трем реальным степеням свободы. Это именно особенность гиперсферы. Например, для большинства точек гиперэллипсоида это уже не так:
(X1/A1)^2 + (X2/A2)^2 + (X3/A3)^2 + (X4/A4)^2 = R^2
2б. Расширяющаяся Вселенная
Если радиус гиперсферы является функцией времени R=R(t) такой, что Вселенная расширяется с ускорением, то у нас всегда в окрестности противоположной точки гиперсферы имеется бесконечное плотное множество точек, куда взаимодействие не дойдет никогда.
Нет, невозможно. Едиственное условие, при котором это возможно - если тела будут иметь массы разных знаков. Но тут две проблемы: во-первых, понятие "отрицательной массы" не имеет смысла (математика там сложная, но она однозначно показывает эту мысль) ; и во-вторых, взаимодействие тел не исчерпывается гравитационными силами.
Ну Вы ж сами и ответили на свой вопрос.. . На больших расстояниях вполне адекватно работает классическая физика, а для неё ТЕОРЕТИЧЕСКИ сила в ноль не обращается, коль скоро расстояние между телами КОНЕЧНОЕ (а не бесконечно большое).
Риза Бачерикова
А если объект относительно другого уже за пределами сферы Хаббла?
на языке СТО ваш вопрос звучит так: существуют ли во вселенной пространственноподобные точки. никаких запрепов на это нет. растояние между любыми двумя такими точками и есть ваше растояние Х. в теории Ньютона, на которую ссылаются некоторые авторы ответов, предпологает что скорость гравитации бесконечно велика. В СТО она равна скорости света и вне вашего светового конуса будующего существует бесчисленное количество пространственноподобных точек.
Вопрос-то в СКОРОСТИ распространения гравитации.
Собственно, всеми теориями о том, что ЧУТЬ ПОДАЛЬШЕ, можно подтереться.
Бессмысленные умствования наглых и хитрых.
Собственно, всеми теориями о том, что ЧУТЬ ПОДАЛЬШЕ, можно подтереться.
Бессмысленные умствования наглых и хитрых.
не знаю насчет физики, а вот в жизни есть такое Х... иначе и не назовешь после которого два тела иногда даже любящие перестают взаимодействовать вообще
Теоретически, в той ньютоновсой модели, что вы написали - нет такого расстояния. И точка!
НО! Имейте в виду, что сама ИДЕАЛИЗИРОВАНАЯ модель (то есть физическая теория) может немного не соответствовать РЕАЛЬНОЙ Вселенной. И если копнуть глубоко, мы еще не знаем, что такое Вселенная и как она устроена. А тогда не имеет смысла отвечать на ваш вопрос.
НО! Имейте в виду, что сама ИДЕАЛИЗИРОВАНАЯ модель (то есть физическая теория) может немного не соответствовать РЕАЛЬНОЙ Вселенной. И если копнуть глубоко, мы еще не знаем, что такое Вселенная и как она устроена. А тогда не имеет смысла отвечать на ваш вопрос.
Похожие вопросы
- Как было доказано то, что Вселенная именно 4-х, а не 3-х мерное тело (если это слово вообще уместно)?
- Существуют ли во Вселенной планеты подобные этой?
- Интересный и в тоже время глупый вопрос. Бесконечность существует!? Или мир , вселенная, численность имеет предел!?
- Как можно объяснить гравитацию? какие вообще существуют теории обустройства вселенной кроме официальной?
- Существуют ли другие Вселенные? Является ли наша Вселенная единственной? И как мы узнаем, что это так?
- Существует ли вероятность что во вселенной есть копия земли на которой живет копия меня
- Куда расширяется вселенная? Например это пространство уже существует или расширяющаяся вселенная его создаёт
- За последнюю секунду падения тело прошло в 2 раза больший путь,чем за предпоследнюю.Найти высоту, с которой падало тело.
- Оценить неопределённость Δх, с которой можно установить координату фотона в направлении его движения
- Существует ли конец вселенной?