Справка - Поиск - Участники - Войти - Регистрация
Полная версия: Космологический ликбез
Частный клуб Алекса Экслера > Наука и техника
YuryS
6 марта 2016, 10:33
Смотрел лекцию Рубакова "Загадки вселенной"



Это вроде как обзор последних достижений космологии.

Среди прочего он твердо сказал, что в космологии видимой части вселенной НЕ соблюдается закон сохранения энергии. В качестве экспериментального примера привел красное смещение: спектр излучения смещается в красную сторону без потери энергии. А вопрос возник из зала в связи с постулированием постоянного количества темной энергии несмотря на расширение пространства.

Чтобы не пересматривать всю лекцию, а он много раз об этом говорит, можно посмотреть к примеру ответ на вопрос после 1 час 08 мин. А вообще он много раз об этом говорит отвечая на вопросы.

Лекция была год назад.

Хотелось бы пояснения от понимающих софорумников: как, почему?
Andrei
6 марта 2016, 11:57

YuryS написал: Хотелось бы пояснения от понимающих софорумников: как, почему?

Энергия частиц сохраняется только до тех пор, пока выполняется инвариантность по отношению к преобразованиям по времени. Грубо говоря, если время неизменно, то выполняется закон сохранения энергии. А если неизменно пространство, то выполняется закон сохранения импульса.

В ОТО пространство и время динамические, а вместе с ними и энергия-импульс частиц. Сами по себе они больше не сохраняются, но выполняется локальное сохранение энергии-импульса
https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_fiel...gy_and_momentum

Ещё по-другому: энергия-импульс частиц изменяются, но не как попало, а в строгом соответствии с изменением окружающего пространства-времени. В ОТО простые и привычные законы сохранения энергии/импульса заменяются на более обобщённый закон, включающий в себя динамику пространства-времени.

Подробнее Шон Кэрролл:
http://www.preposterousuniverse.com/blog/2...-not-conserved/

Energy isn’t conserved; it changes because spacetime does.
Энергия не сохраняется; она меняется, потому что меняется пространство-время.
Solmir
8 марта 2016, 00:33

YuryS написал:
Среди прочего он твердо сказал, что в космологии видимой части вселенной НЕ соблюдается закон сохранения энергии. В качестве экспериментального примера привел красное смещение: спектр излучения смещается в красную сторону без потери энергии. А вопрос возник из зала в связи с постулированием постоянного количества темной энергии несмотря на расширение пространства.

Вышел из бана, могу ответить. Я посмотрел конец лекции уважаемого мною Рубакова, вопроса не нашел. Смотреть все мне влом. Поэтому отвечу на перепев.
Закон сохранения энергии в космологии выполняется. Он содержится в уравнениях ОТО, поэтому автоматически соблюдается.
Теперь про расширение. Газ в цилиндре толкает поршень и расширяется, совершая работу. Материя с давлением Р при расширении Вселенной тоже совершает работу. Обычно давление очень мало по сравнению с плотностью массы умноженной на квадрат с и им можно пренебречь. Пример: воздух ρ=1.23 kg/m^3, ρc^2≈10^17 Pa≈10^12 atm. Сравните с давление 1 атм. Но если давление сравнимо с ρc^2, то его надо учитывать. Пусть Р=wρ (считаем c=1), тогда из первого начала термодинамики получаем (см. приложенный файл). При w=-1 (космологическая постоянная, простейший вариант ТЕ) получаем ρ=const. Это ответ на заданный Рубакову вопрос. ТЕ имеет отрицательное давление, работа против него превращается в энергию, т.е. массу и обеспечивает неизменность плотности.
Теперь про излучение. Пусть пространство расширилось в х раз, объем куска пространства возрос в х^3 раз. Для излучения w=1/3, поэтому плотность энергии уменьшилась в х^4 раз, а ее количество уменьшилось в х раз. Причина в том, что частота света и с ней энергия фотона уменьшилась в х раз.
miptus
8 марта 2016, 01:23

Solmir написал:
Я посмотрел конец лекции уважаемого мною Рубакова, вопроса не нашел. Смотреть все мне влом. Поэтому отвечу на перепев.

С 45:35 по 46:30 он об этом говорит.
Solmir
8 марта 2016, 01:48

miptus написал:
С 45:35 по 46:30 он об этом говорит.

YuryS написал:
Чтобы не пересматривать всю лекцию, а он много раз об этом говорит, можно посмотреть к примеру ответ на вопрос после 1 час 08 мин.

Solmir
8 марта 2016, 01:55
Посмотрел. Тут у нас с Рубаковым разногласия. Впрочем, когда-то очень давно и Ландау допускал несохранение энергии в космологии в звездах (еще до открытия их источников энергии).
Впрочем, в работах самого Рубакова энергия сохраняется, если не рассматриваются неизвестные поля с непонятными свойствами. ИМХО есть элемент эпатажа.
YuryS
8 марта 2016, 12:22

Solmir написал: Я посмотрел конец лекции уважаемого мною Рубакова, вопроса не нашел.

1:08:13

Всем спасибо за ответы. Все равно понял не очень.
Doctor Notes
1 апреля 2016, 01:53

Solmir написал:
Закон сохранения энергии в космологии выполняется. Он содержится в уравнениях ОТО, поэтому автоматически соблюдается.

1. Фиг знает, с какой точностью на каких стадиях инфляции выполняются уравнения ОТО.
2. Почему вообще надо заботиться о первом начале, если это следствие трансляционной симметрии времени? И откуда ей взяться в этот момент?
3. Чему передали энергию фотоны, излученные квазаром?
Solmir
1 апреля 2016, 07:10

Doctor Notes написал:
1. Фиг знает, с какой точностью на каких стадиях инфляции выполняются уравнения ОТО.
2. Почему вообще надо заботиться о первом начале, если это следствие трансляционной симметрии времени? И откуда ей взяться в этот момент?
3. Чему передали энергию фотоны, излученные квазаром?

Два вопроса и одно сомнение. Попробую ответить или прокомментировать.
1) Есть сомнения? Начнем с возраста Вселенной 10^-20 сек, когда инфляция давно закончилась. Я человек скромный, меня и это устроит.
2) Приятно встретить знатока теоремы Неттер, но если из А следует Б, то это не значит, что без А не бывает Б. Вот в термодинамике процессы могут ьыть необратимыми, никакой трансляционной симметрии, а ЗСЭ работает. А заботиться о мощнейшем законе, связанном с уравнениями Эйнштейна стоит. Особенно если хочешь чего-то посчитать, а не поболтать в интернете.
3) Хороший вопрос. Можно ответить несколькими способами. Надеюсь, что нет сомнения в покраснении реликтового излучения? Или возродим теорию гипотезу старения фотонов, предложенную покойным А.Ф. Богородским для того, чтобы не было БВ?
Эта версия форума - с пониженной функциональностью. Для просмотра полной версии со всеми функциями, форматированием, картинками и т. п. нажмите сюда.
Invision Power Board © 2001-2017 Invision Power Services, Inc.
модификация - Яро & Серёга
Хостинг от «Зенон»Сервера компании «ETegro»