Происхождение сил инерции - одна из самых загадочных проблем фундаментальной физики. Всё тут далеко не тривиально, и когда говорят, что силы инерции имеют гравитационную природу или говорят обратное, тут надо ступать очень аккуратно. Всё далеко не тривиально.
Съедать слона надо по кусочкам. Я предлагаю подумать над парой таких вопросов, и начать обсуждение.
Выношу такой вот тезис: Если и силы инерции имеют гравитационное происхождение - т.е. они существуют благодаря массе Вселенной, то поле, которое они создают, должно быть неоднородным.
Как известно, ОТО строится на локальном принципе эквивалентности - т.е. локально гравитационное поле и поле сил инерции неотличимо. Этого достаточно, чтобы построить ОТО.
Если рассматривать нелокально, то гравитационное поле всегда неоднородно, не существует бесконечных массовых полупространств (т.е. такая однородная масса, заполняющая всё трехмерное полупространство). А поле сил инерции, если рассматривать ускоренное движение по горизонтали, строго однородно.
Так вот, если бы оно (поле сил инерции) было обусловлено окружающей массой Вселенной, то оно наверняка было бы неоднородным (очень слабо неоднородным, но все-таки неоднородным).
Теперь стоит вопрос об однородности сил инерции. Как это проверить? Экспериментально практически невозможно, потому что если неоднородности и есть, то они будут очень слабыми.
Теоретически. Почему я и начал эту запись. Главный вопрос - существует ли такой принцип, который запрещает неоднородность поля сил инерции? Ну, что-то такое, что принципиально запрещает быть силам инерции неоднородными, иначе начинают нарушаться следствия уже известной теории.
И еще на ум приходит мысль такая, что возможно из-за изотропности Вселенной силы инерции очень сильно однородные, но это тоже вопрос - может ли обеспечить изотропность однородность сил инерции?
Вот такие вот пока вопросы, на которые, я надеюсь, найдется ответ из каких-либо первичных принципов.
пятница, 26 июня 2009 г.
вторник, 28 октября 2008 г.
Разматывание скотча ведет к рентгеновскому излучению
Для тех, кто давно удивляется почему скотч при разматывании излучает рентгеновское излучение, и для тех, кто вообще об этом впервые слышит, наверное, будет интересна новость на physicsworld.com "Sticky tape takes X-ray images"
http://physicsworld.com/cws/article/news/36357
(для чтения требуется зарегистрировать аккаунт на physicsworld.com)
Действительно, при разматывании рывками обыкновенного скотча возникают вспышки в рентгеновском диапазоне. Явление это не ново, но так детально его не изучали.
Вот несколько цитат из новости.
О механизме исследования и наблюдаемых результатах:
"Putterman and co–workers placed an off-the-shelf roll of Scotch tape on a ball bearing mounted on stiff spring leaves and attached the free end of the tape to a cylinder turned by an electric motor. They then used a solid-state detector and a radio–frequency antenna to measure any X–rays and radio waves given off from the point at which the tape left the roll, and calculated the force needed to peel the tape via induction measurements of the leaves’ displacement. The whole set up was placed in a vacuum chamber.
Putterman’s group recorded X–ray emission in the form of intense bursts some billionth of a second long (with the width of the X–ray pulses calibrated using the well-characterized radio waves), and found that these bursts are correlated with very slight slippages (ie. reductions in force) in the otherwise smooth removal of the tape from its reel."
О самом механизме свечения:
"The group believes that as the tape peels the acrylic adhesive on the exposed tape becomes positively charged and the outer surface of the remaining polyethylene roll acquires a negative charge. This causes electric fields to build up to values that trigger discharges."
И о том, что даже их ставят в тупик некоторые вопросы этого явления, в частности вопрос о переходе механической энергии в энергию наносекундных импульсов (!):
"...However, the researchers remain stumped as to how the diffuse mechanical energy needed to peel the tape is focused to the extent that it can produce X–rays, and even more strangely how it can do so in the form of nanosecond pulses. This, says Putterman, gives us a “new inspiring mystery to dig into”. "
И еще, как всегда Игорь Иванов в своем блоге "Что интересного происходит в науке" очень грамотно и полно отмечает такие научные события:
http://igorivanov.blogspot.com/2008/10/blog-post_23.html
http://physicsworld.com/cws/article/news/36357
(для чтения требуется зарегистрировать аккаунт на physicsworld.com)
Действительно, при разматывании рывками обыкновенного скотча возникают вспышки в рентгеновском диапазоне. Явление это не ново, но так детально его не изучали.
Вот несколько цитат из новости.
О механизме исследования и наблюдаемых результатах:
"Putterman and co–workers placed an off-the-shelf roll of Scotch tape on a ball bearing mounted on stiff spring leaves and attached the free end of the tape to a cylinder turned by an electric motor. They then used a solid-state detector and a radio–frequency antenna to measure any X–rays and radio waves given off from the point at which the tape left the roll, and calculated the force needed to peel the tape via induction measurements of the leaves’ displacement. The whole set up was placed in a vacuum chamber.
Putterman’s group recorded X–ray emission in the form of intense bursts some billionth of a second long (with the width of the X–ray pulses calibrated using the well-characterized radio waves), and found that these bursts are correlated with very slight slippages (ie. reductions in force) in the otherwise smooth removal of the tape from its reel."
О самом механизме свечения:
"The group believes that as the tape peels the acrylic adhesive on the exposed tape becomes positively charged and the outer surface of the remaining polyethylene roll acquires a negative charge. This causes electric fields to build up to values that trigger discharges."
И о том, что даже их ставят в тупик некоторые вопросы этого явления, в частности вопрос о переходе механической энергии в энергию наносекундных импульсов (!):
"...However, the researchers remain stumped as to how the diffuse mechanical energy needed to peel the tape is focused to the extent that it can produce X–rays, and even more strangely how it can do so in the form of nanosecond pulses. This, says Putterman, gives us a “new inspiring mystery to dig into”. "
И еще, как всегда Игорь Иванов в своем блоге "Что интересного происходит в науке" очень грамотно и полно отмечает такие научные события:
http://igorivanov.blogspot.com/2008/10/blog-post_23.html
четверг, 23 октября 2008 г.
Закон Тициуса-Боде или закон планетных расстояний
Эмпирический закон (который, кстати, в некоторых источниках называют не законом, а правилом), полученный астрономами Тициусом и Боде. Среднее расстояние от Солнца в астрономических единицах до планет описывается формулой:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgkH4o3BNrwt5nGSKEy_IRo79f7YYM5z15AwsYCGDIvhrZ6AuLptzm4YdfkecFPDr93nluLRYIx2X2l0Q05YJj4Dcm9Da4HSx7EOuBCTBxiIvGPz9_F-MPAtGzeG5JT69olQjxVGSFvnRgW/s320/zakon_pl_rasst.JPG)
Каждая планета имеет свой номер n :
n = − ∞ (Меркурий), n = 0 (Венера), n = 1 (Земля), n = 2 (Марс), n = 3 (пояс астероидов или гипотетическая планета Фаэтон), n = 4 (Юпитер), n = 5 (Сатурн), n = 6 (Уран). Нептун из этой зависимости выпадает.
В настоящее время достоверного физического обоснования этой формуле не существует. Многие физики считают, что это всего лишь совпадение. Но согласно, следующей табличке из Элементов (http://elementy.ru), совпадение достаточно точное, и потому удивительное.
![](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sUyTjIs-V0JbGxCzehDPam4g7yETeEFjmIX9tloffHRMg6TUNHVKhQWfDfowD7-EDXq1J0Voj9jwf0yVO2Q0aDVbvYvtyxOMmO3riDvA446nCozOKif_ig25WvCMNe=s0-d)
Некоторые видят в этом намек на квантованность классических орбит. Об этом, кстати, заикнулся профессор Абдильдин на своей лекции по ОТО.
Подобные нерешенные задачи напоминают нам о том, что мы еще не подобрались к фундаменту классической физики, не говоря уже о современных теориях. К подобным примерам можно отнести и идею Румера о возникновении постоянной Планка в классической термодинамике и статистической физике.
Каждая планета имеет свой номер n :
n = − ∞ (Меркурий), n = 0 (Венера), n = 1 (Земля), n = 2 (Марс), n = 3 (пояс астероидов или гипотетическая планета Фаэтон), n = 4 (Юпитер), n = 5 (Сатурн), n = 6 (Уран). Нептун из этой зависимости выпадает.
В настоящее время достоверного физического обоснования этой формуле не существует. Многие физики считают, что это всего лишь совпадение. Но согласно, следующей табличке из Элементов (http://elementy.ru), совпадение достаточно точное, и потому удивительное.
Некоторые видят в этом намек на квантованность классических орбит. Об этом, кстати, заикнулся профессор Абдильдин на своей лекции по ОТО.
Подобные нерешенные задачи напоминают нам о том, что мы еще не подобрались к фундаменту классической физики, не говоря уже о современных теориях. К подобным примерам можно отнести и идею Румера о возникновении постоянной Планка в классической термодинамике и статистической физике.
Константа Капрекара.
6174 - постоянная Капрекара. Весьма загадочное число.
Возьмите любое четырехзначное число больше 1000, такое чтобы, оно не состояло из одинаковых цифр. Расположите цифры в порядке убывания и отнимите от получившегося числа число, которое получится при расположении тех же цифр в порядке возрастания. С получившимся числом проделайте ту же операцию.
Например, число 9323
9322-2239 = 7083
8730-378 = 8352
8532-2358 = 6174
7641-1467 = 6174
................
Т.е. взяв любое число, мы рано или поздно, приходим к 6174, причем необходимо сделать не более чем 7 итераций (в данном случае константа получилась всего лишь с трех шагов).
В Википедии можно найти еще кое-какую интересную информацию:
Для чисел с бо́льшим, чем 4, числом знаков, преобразование Капрекара в большинстве случаев рано или поздно приводит к циклическим повторениям чисел, но не к неподвижной точке n = K(n). Для 5-значных чисел неподвижной точки не существует. Имеется два шестизначных числа, являющихся неподвижными точками преобразования Капрекара (549 945 и 631 764), семизначных чисел с таким свойством нет.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Константа_Капрекара
Про число Капрекара я услышал на одном из докладов конференции "Эволюция открытых систем". В презентации была фотография, на которой каменные статуи на острове Пасхи (т.н. моаи) были расположены четырьмя группами - в первой 6, во второй 1 статуя, в третьей - 7, в четвертой 4. К сожалению, в интернете чего-то подобного не нашел. И я не совсем понял, была ли уже известна константа древним жителям острова.
Возьмите любое четырехзначное число больше 1000, такое чтобы, оно не состояло из одинаковых цифр. Расположите цифры в порядке убывания и отнимите от получившегося числа число, которое получится при расположении тех же цифр в порядке возрастания. С получившимся числом проделайте ту же операцию.
Например, число 9323
9322-2239 = 7083
8730-378 = 8352
8532-2358 = 6174
7641-1467 = 6174
................
Т.е. взяв любое число, мы рано или поздно, приходим к 6174, причем необходимо сделать не более чем 7 итераций (в данном случае константа получилась всего лишь с трех шагов).
В Википедии можно найти еще кое-какую интересную информацию:
Для чисел с бо́льшим, чем 4, числом знаков, преобразование Капрекара в большинстве случаев рано или поздно приводит к циклическим повторениям чисел, но не к неподвижной точке n = K(n). Для 5-значных чисел неподвижной точки не существует. Имеется два шестизначных числа, являющихся неподвижными точками преобразования Капрекара (549 945 и 631 764), семизначных чисел с таким свойством нет.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Константа_Капрекара
Про число Капрекара я услышал на одном из докладов конференции "Эволюция открытых систем". В презентации была фотография, на которой каменные статуи на острове Пасхи (т.н. моаи) были расположены четырьмя группами - в первой 6, во второй 1 статуя, в третьей - 7, в четвертой 4. К сожалению, в интернете чего-то подобного не нашел. И я не совсем понял, была ли уже известна константа древним жителям острова.
среда, 15 октября 2008 г.
Почему на встречных пучках?
Раньше ускорители были устроены так, что в них разогнанные частицы бомбардировали неподвижные мишени. Но на самом деле энергетически выгодно использовать ускорители на встречных пучках (коллайдеры), однако создание подобных ускорителей долгое время было невозможно по причине технических сложностей.
В настоящее же время коллайдеры активно используютсяв быту в физике высоких энергий. Почему выгоднее сталкивать два предварительно разогнанных пучка, а не бомбардировать неподвижную мишень?
Для ответа необходимо расчитать энергию в лабораторной системе отсчета (в формулах индекс L), которая эквивалента энергии в системе центра инерции (это та система, в которой две частицы налетают на покоящийся центр инерции)(в формулах индекс CM). Для этого используется понятие "релятивистский инвариант", т.е. инвариант содержащий энергию и импульс. Релятивистский инвариант ищется в системе центра инерции и приравнивается к инварианту в лабораторной системе:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi0osVh8XdO_J8xBqPUClU8cMcefzeXyvCIiKNw5JltUd9ItS5msrzzZ_fLe_7lqZMiR7FwrzU4pDkEiMVOk_fkFc0MSv3cNu_ZEeVWDs6bZwV3XVPNV7cBrzBxtNLwbT_lLiv84vxZ_qJa/s400/formulas_collider.JPG)
В последней строчке получено численное значение энергии в лабораторной системе (в этой системе пучки не сталкиваются, а один пучок налетает на неподвижную протонную мишень) для пучков LHC (W=14 ТэВ). Очевидна колоссальная энергетическая выгода. В последней формуле знак "приближенно равно" от того, что пренебрегаем значениями энергий покоя протонов ввиду относительной малости этих энергий.
Кстати, если считать задачу классически, то выгода есть, но она не такая колоассальная, а именно, там мы получим кинетическую энергию налетающей частицы в лабораторной системе всего лишь в 2 раза большую, чем сумарную энергию частиц в системе центра инерции.
И напоследок о скорости протонов в LHC (просто для тренировки воображения):
В настоящее же время коллайдеры активно используются
Для ответа необходимо расчитать энергию в лабораторной системе отсчета (в формулах индекс L), которая эквивалента энергии в системе центра инерции (это та система, в которой две частицы налетают на покоящийся центр инерции)(в формулах индекс CM). Для этого используется понятие "релятивистский инвариант", т.е. инвариант содержащий энергию и импульс. Релятивистский инвариант ищется в системе центра инерции и приравнивается к инварианту в лабораторной системе:
В последней строчке получено численное значение энергии в лабораторной системе (в этой системе пучки не сталкиваются, а один пучок налетает на неподвижную протонную мишень) для пучков LHC (W=14 ТэВ). Очевидна колоссальная энергетическая выгода. В последней формуле знак "приближенно равно" от того, что пренебрегаем значениями энергий покоя протонов ввиду относительной малости этих энергий.
Кстати, если считать задачу классически, то выгода есть, но она не такая колоассальная, а именно, там мы получим кинетическую энергию налетающей частицы в лабораторной системе всего лишь в 2 раза большую, чем сумарную энергию частиц в системе центра инерции.
И напоследок о скорости протонов в LHC (просто для тренировки воображения):
вторник, 9 сентября 2008 г.
LHC. Старт завтра!
По этому случаю сегодня на Nature.com создана специальная страничка с весьма любопытными разделами. Мне понравился интерактивный раздел How the LHC works, где даны короткие описания и фактические данные для разных частей коллайдера.
Советую еще поглядеть на заметку Big data: Welcome to the petacentre.
Будем надеяться, что многообещающий LHC действительно даст в ближайшие годы ответы на поставленные природе вопросы. Возможно даже, мы с вами сейчас находимся на значительном историческом рубеже в развитии фундаментальной физики. Так что, затаив дыхание, ждём новостей с ЦЕРНа.
воскресенье, 7 сентября 2008 г.
Оффициальный старт LHC
Первый протонный пучок на LHC будет запущен 10 сентября. То есть, через дня три.
Оффициальный источник:
http://lhc-first-beam.web.cern.ch/lhc-first-beam/Welcome.html
Эту хорошую и объективную новость я узнал из замечательного блога Игоря Иванова. Там же он поясняет: "В сентябре будет запущен только один пучок, и пройдет минимум месяц, прежде чем начнутся столкновения протонов".
Оффициальный источник:
http://lhc-first-beam.web.cern.ch/lhc-first-beam/Welcome.html
Эту хорошую и объективную новость я узнал из замечательного блога Игоря Иванова. Там же он поясняет: "В сентябре будет запущен только один пучок, и пройдет минимум месяц, прежде чем начнутся столкновения протонов".
Подписаться на:
Сообщения (Atom)