Spatiul curb in varianta Feynman

[cripus]

In cartea Sase lectii usoare a lui Feynman (revizia 2010 editata  de Humanitas) exista o interpretare dubioasa a gravitatiei (lumina ca forma de energie, este atrasa gravitational de catre Soare -exp. lui Eddington )  in capitolul despre gravitatie si relativitate:" ... in teoria relativitatii a lui Einstein, tot ce contine energie are totodata si masa - masa in sensul ca este atras gravitational. Chiar si lumina, care are o energie, are o "masa". Cind un fascicul de lumina, care contine el (aici este probabil o greseala de tipar) , trece pe linga Soare, exista o atractie asupra sa din partea Soarelui. Asadar lumina nu merge drept, ci e deviata."
Materialul a fost scris in anii '60 insa TRG si ideea despre curbura spatiului in jurul corpurilor cu masa, fusese deja confirmata cu citiva zeci de ani inainte (exp. lui Eddington ). Efectele TRR si TRG asupra timpului au fost puse in evidenta mai tirziu in 1971.
Nu stiu daca este o traducere inadecvata (desi nu cred) sau o incercare ce conciliere intre TRG si gravitatia in sens Newtonian sau poate altceva.
A mai citit cineva acesta carte, exista acelasi text in alte editii ?

[mircea_p]

Textul in engleza este
"When a light beam, which has energy in it, comes past the sun...."
Deci din traducere lipsesc cateva cuvinte.
O traducere literala ar putea fi:
Cand un fascicol de lumina, care are energie in el, trece pe langa Soare...
Textul se gaseste in capitolul 7, sectiunea 8 din volumul 1 al lecturilor de fizica (in 3 volume).

[cripus]

Mersi de completare, probabil ca nu am fost prea exact.
Nedumerirea mea era legata de aceasta abordare in ansamblu si anume: lumina suferă deviația datorita atracției gravitaționale sau merge  " drept " si urmează un spațiu curb ? 
TRG ne spune ca spațiul-timpul este curb in jurul corpurilor cu masa, si ca nu exista forța de gravitație descrisa de Newton (aici avem doar o buna aproximare, pe care o putem utiliza insa ). Eu știam ca exista diferențe intre deviația datorata presupusei forte de atracție gravitaționala - in sens clasic, si deviația măsurata in 1919 - asa cum a prezis TRG, deci nu pot fi corecte ambele variante.

[HarapAlb]

Nedumerirea mea era legata de aceasta abordare in ansamblu si anume: lumina suferă deviația datorita atracției gravitaționale sau merge  "drept" si urmează un spațiu curb ?

Cred ca formularile sunt echivalente calitativ, si poate chiar cantitativ pana la un anumit punct (ai putea incerca un calcul rapid), daca asta e neclaritatea ta.

[Adi]

Nedumerirea mea era legata de aceasta abordare in ansamblu si anume: lumina suferă deviația datorita atracției gravitaționale sau merge  " drept " si urmează un spațiu curb ? 

Urmatoarele doua puncte de vedere sunt echivalente:
- lumina merge "drept" in spatiu-timpul "curbat" de faptul ca Soarele are masa.
- lumina este "deviata" in spatiul nostru tridimensional pentru ca Soarele are masa. Astfel, lumina are masa dinamica (a nu se confunda cu masa inertiala, adica masa de repaus, care este tot zero pentru foton, iar in Modelul Standard aceasta este explicat de faptul ca fotonul nu este franat de campul Higgs care nu exista deloc in Univers).

Astfel, teoria generala a relativitatii spune ca de fapt forta gravitationala nu este o forta, ci de fapt atractia gravitationala este data de o proprietate a spatiuliu care spune ca o masa gravitationala curbeaza spatiul.

Eu as adauga ca teoria campului Higgs ne spune ca masa inertiala este data de o alta proprietate tot a spatiului, anume faptul ca acesta, chiar si cand e vid, e umplut de un camp Higgs care ofera vascozitate particulelor astfel incat acestea se freaca cu campul si sunt incetinite.

Stim experimental ca masa gravitationala este egala la numar cu masa inertiala (si de aceea toate corpurile cad in vid cu aceeasi acceleratie, descoperire facuta de Galilei si care sta la baza teoriei lui Newton).

Poate ca vom afla ceva nou despre spatiu in viitor, ceva ce va putea uni teoria cuantica cu teoria relativitatii generalizate pornind de la unirea masei inertiale (cuantica, Higgs) cu masa gravitationala (relativitate, Einstein). Cine stie ...

[07Marius]

Eu as adauga ca teoria campului Higgs ne spune ca masa inertiala este data de o alta proprietate tot a spatiului, anume faptul ca acesta, chiar si cand e vid, e umplut de un camp Higgs care ofera vascozitate particulelor astfel incat acestea se freaca cu campul si sunt incetinite.

Discutand pe forum despre gravitatie ca fenomen mecanic (postat de virgil 48), intr-o anumita masura problema ridicata de virgil se aseamana cu modelul standard in care masa particulelor si a materiei este data de interactiunea lor cu campul Higgs, in topicul creat de el incerca o idee asemanatoare, dar prin prisma unor interactiuni mecanice cu un flux ipotetic de particule.

Prezentand argumentele mele impotriva acestei teorii, imi dau seama ca problema ridicata de mine pe acel topic, ar trebui sa aiba un raspuns satisfacator si in varianta modelului standard cu campul Higgs. Pe moment nu am un raspuns care sa ma satisfaca.

Asa ca incerc urmatoarea intrebare: cum interactioneaza campul Higgs cu o gaura neagra ? Gaura neagra avand dimensiune zero, practic ar trebui sa treaca nestingherita printre particulele Higgs, cam ca si neutrinii prin atomi. Numai daca distorsiunea produsa asupra spatiului de gaura neagra nu produce acelasi efect si asupra campului Higgs, distorsionandu-l in aceeasi masura ca si spatiul. In felul asta ma gandesc ca intensitatea interactiunii dintre campul Higgs distorsionat si gaura neagra ar putea explica masa imensa concentrata in gaura neagra.

Pe de alta parte daca acest camp Higgs ar putea fi astfel comprimat (practic la infinit ca sa interactioneze cu singularitatea - respectiv gaura neagra) ar putea fi si diluat? Logic ar fi ca in vecinatatea gaurii negre, daca campul Higgs este comprimat, sa avem o "intindere" a acestuia daca campul Higgs "se conserva".

[AlexandruLazar]

Nu e o întrebare la care știu să răspund, dar sunt tentat de ideea că e o falsă dilemă. Dimensiunea zero a găurii negre este consecința unui model macroscopic; nu cred că poate fi "trasă" în cadrul unui model care cuprinde interacțiuni cuantice fără riscul de a obține astfel de contradicții.

[HarapAlb]

E o falsa dilema in sensul ca ipotetica dimensiunea zero a gaurii negre nu inseamna ca nu interationeaza cu nimic din exterior. Spatiul curbat din exteriorul ei are grija sa absoarba orice flux incident.

[07Marius]

Alexandru, Harap

mersi de raspunsuri. Cautand solutii la intrebarile puse, am gasit si o parte dintre raspunsuri. Nu era ce ma asteptam, dar cel putin am mai invatat cite ceva. Campul Higgs nu da masa gaurii negre. Intrebarea care urmeaza desigur: atunci cine sau ce da masa gaurii negre?

va invit la lectura ca sa intelegeti mai bine.
http://profmattstrassler.com/2012/10/15/why-the-higgs-and-gravity-are-unrelated/

si astept sa comentam pe urma impreuna.

[HarapAlb]

Campul Higgs nu da masa gaurii negre.

Asta ai inteles tu din materialul respectiv? De ce nu da campul Higgs masa unei gauri negre ?

Asa ca incerc urmatoarea intrebare: cum interactioneaza campul Higgs cu o gaura neagra ? Gaura neagra avand dimensiune zero, practic ar trebui sa treaca nestingherita printre particulele Higgs, cam ca si neutrinii prin atomi.

Electronii sunt particule punctiforme, adica au volum zero ca de altfel toate particulele elementare, cine le confera masa ?

[07Marius]

Asta ai inteles tu din materialul respectiv? De ce nu da campul Higgs masa unei gauri negre ?

Autorul articolului, un fizician teoretician (profesor la Rutgers University, studiaza teoria stringurilor) explica in materialul citat de mine inainte, ca campul Higgs nu da masa tuturor particulelor, iar unora doar partial. Mai mult, el spune ca intre campul Higgs si gravitatie nu este nici o legatura asa cum cei neavizati (aici intru si eu) ar crede la prima analiza.

Diferenta de masa pentru care campul Higgs nu este responsabil provine din energia particulelor datorita miscarii lor relativiste (cu viteze f. mari). In cazul gaurilor negre, care exercita campuri gravitationale f. mari, autorul explica ca campul gravitational are spinul 2 si face parte din structura spatiu-timp, in vreme ce campul Higgs are spinul 0 si interactioneaza doar cu particulele sau campurile produse de fortele electromagnetice sau nucleare (forta slaba nucleara).

citez:
"Finally, you can ask more technically whether, in the equations that physicists study, there is any mathematical connection between gravity and the Higgs field. The answer is no. Gravitational fields have spin 2 and are described as part of space and time; they interact with all particles and fields in nature. The Higgs field, which has spin 0, only interacts directly with elementary particles and fields that also participate in the electromagnetic and weak nuclear forces.

So — the guess that the Higgs has something to do with gravity is natural for a non-expert, but I am afraid it is naive; it comes from misunderstanding both.

    the Higgs field, which is not universal: it gives masses to most of the known elementary particles but not to the Higgs particle itself, and not to protons and neutrons, dark matter (most likely), or black holes,
    and Einstein’s gravity, which is universal and has to do with energy and momentum but not mass directly, and most certainly does pull on protons and neutrons, dark matter and black holes even though their masses don’t come entirely from the Higgs field.
It’s really true: despite appearances at first glance, the relation between gravity and the Higgs is just skin deep."

Masa detinuta de gaura neagra este convertita in energie si aceasta manifesta deformarea spatiului-timpului, ceea ce percepem noi ca gravitatie. Gaura neagra are si miscare de spin (a nu se confunda cu proprietatea cuantica spin de la particulele elementare) si de-aici rezulta efectul de "masa" sau gravitatie pe care noi putem sa-l observam indirect din miscarea stelelor din jurul gaurilor negre.

Apropo de asta am gasit un alt material interesant, anul viitor vom putea vedea "live" cum gaura neagra supermasiva din centrul galaxiei noastre inghite materie (un nor gigantic de materie).

http://phys.org/news/2012-06-gas-cloud-collide-galaxy-black.html
sau aici:
http://www.youris.com/Environment/Space/A_Black_HoleS_Dinner.kl

Electronii sunt particule punctiforme, adica au volum zero ca de altfel toate particulele elementare, cine le confera masa ?

Electronii nu sunt particule punctiforme - diametrul lor este de ordinul 10E-15 (m), iar masa lor este data de campul Higgs

[HarapAlb]

Autorul articolului, un fizician teoretician (profesor la Rutgers University, studiaza teoria stringurilor) explica ...

Pe scurt, campul Higgs confera masa de repaus a particulelor, nu si masa de miscare sau cea provenita din equivalenta cu energia. O parte din masa gaurilor negre este data de campul Higgs, prin urmare gaura neagra interactioneaza cu campul Higgs.

Electronii nu sunt particule punctiforme - diametrul lor este de ordinul 10E-15 (m), iar masa lor este data de campul Higgs

Diametrul respectiv provine din asa numita raza clasica a electronilor obtinua in baza unui model necuantic. In schimb in teoria cuantica (implicit cea campului Higgs) electronul este considerat punctiform. Incearca sa citesti mai mult despre conceptul de sectiune eficace (cross-section).

[07Marius]

Pe scurt, campul Higgs confera masa de repaus a particulelor, nu si masa de miscare sau cea provenita din equivalenta cu energia. O parte din masa gaurilor negre este data de campul Higgs, prin urmare gaura neagra interactioneaza cu campul Higgs.

Partea a 2-a a afirmatiei, se pare ca nu este adevarata. Gaura neagra pare sa fie definita de ceea ce este la interiorul razei Schwarzschild. In aceasta faza, materia inghitita nu mai este structurata asa cum stim, atomi, particule elementare etc. In acea stare comprimata, probabil ca este convertita in energie sau dezintegrata in particule ELEMENTARE care nu mai pot fi "dezmembrate" (stringuri?), nu stiu. In aceasta stare, interactia cu campul Higgs se pare ca nu exista, conform celor afirmate de Matt Strassler in articolul citat.

Diametrul respectiv provine din asa numita raza clasica a electronilor obtinua in baza unui model necuantic. In schimb in teoria cuantica (implicit cea campului Higgs) electronul este considerat punctiform. Incearca sa citesti mai mult despre conceptul de sectiune eficace (cross-section).

OK, am verificat - asa este. Mersi de corectie. Aici (http://www.physlink.com/education/askexperts/ae191.cfm) explica de ce atunci electronul nu este o gaura neagra. (fiind o singularitate).

[HarapAlb]

In final autorul spune: (...) gravity (...) pulls on protons and neutrons, dark matter and black holes even though their masses don’t come entirely from the Higgs field.

La cealalta intrebare ai raspunsul in materiarul citat de tine.

[barbuionut403]

Daca comparam universul cu o Sfera cum curbam doua margini ale universului pentru a le uni si cine le trage la loc cand ne-am plictisit de curbat spatiu mi se pare o teorema banala si foarte proasta. Universul este compus zone cu mase, densitati, inertie, camp gravitational si viteze mai mari sau mai mici si asta e nimeni nu impatureste o minge sau universul ca pe un cerceaf dupa bunul plac ca sa devina mari cercetatori si sa mai lanseze o carte. Orice inchipuire la care inca nu sa putut demonstra prostia printr-o formula matematica nu e o lege fizica.