Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Βρήκες ή ψάχνεις κάτι ενδιαφέρον για τους τομείς των Μαθηματικών, της Φυσικής ή της Πληροφορικής; Για πέρνα να τα πούμε...

Συντονιστές: kostas213, markelos, Tulis

Απάντηση
Άβαταρ μέλους
Chris
Forum Moderator
Forum Moderator
Δημοσιεύσεις: 1064
Εγγραφή: Παρ Μαρ 28, 2008 2:02 pm
Real Name: Χρήστος
Gender: Male
Facebook ID: 0

Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Chris »

Το παρακάτω απόσπασμα το έχω αντιγράψει από τη Μηχανική του Berkeley. Πρόκειται για ένα πολύ ενδιαφέρον κομμάτι το οποίο αφορά την Κοσμολογία. Διαβάστε το και περιμένω σχόλια :P .

Η ύπαρξη ενός αδρανειακού συστήματος αναφοράς θέτει ένα δύσκολο και αναπάντητο ερώτημα: Ποια επίδραση έχει όλη η υπόλοιπη ύλη του Σύμπαντος σε ένα πείραμα που γίνεται μέσα στο εργαστήριο?

Ας υποθέσουμε π.χ. Ότι η ύλη του σύμπαντος εκτός από εκείνη που βρίσκεται στη γειτονιά της Γης, υφίσταται μια πολύ μεγάλη επιτάχυνση a. Ένα σωματίδιο πάνω στη Γη, που δεν υπόκειται αρχικά σε καμιά πραγματική δύναμη, θα είχε μηδενική επιτάχυνση σε σχέση με τους απλανείς αστέρες. Αν αυτοί οι αστέρες επιταχυνθούν, αυτό το σωματίδιο (στο οποίο αρχικά δε δρούσε καμία δύναμη, αλλά που είναι ελεύθερο να κινηθεί) θα εξακολουθήσει άραγε να έχει μηδενική επιτάχυνση σε σχέση με το μη επιταχυνόμενο γειτονικό περιβάλλον του, ή η κίνηση του θα μεταβληθεί σε σχέση με το γειτονικό περιβάλλον του; Υπάρχει άραγε καμιά διαφορά μεταξύ του να επιταχυνθεί ένα σωματίδιο με επιτάχυνση +a ή να επιταχυνθούν οι απλανείς αστέρες με επιτάχυνση -a; Αν μόνο η σχετική επιτάχυνση έχει έννοια η απάντηση στην τελευταία ερώτηση είναι όχι. Αν όμως η απόλυτη επιτάχυνση έχει κάποια έννοια, η απάντηση είναι ναι. Αυτό είναι ένα θεμελιώδες και αναπάντητο ερώτημα, αλλά δεν είναι εύκολο να γίνει αντικείμενο πειραματικής έρευνας.

Ο Νεύτωνας διατύπωσε το ίδιο ερώτημα και έδωσε απάντηση με ένα γραφικό τρόπο. Έστω ότι έχουμε ένα δοχείο με νερό. Αν περιστρέψουμε το δοχείο με το νερό σε σχέση με τα άστρα, τότε η επιφάνεια του νερού παίρνει μια παραβολική μορφή και σε αυτό όλοι συμφωνούμε. Αλλά ας υποθέσουμε ότι, αντί να περιστρέψουμε το δοχείο. Περιστρέφουμε κατά κάποιο τρόπο τα άστρα γύρω από το δοχείο, έτσι ώστε η σχετική κίνηση να είναι η ίδια. Ο Νεύτωνας είχε την πεποίθηση ότι, αν περιστρέφονται τα άστρα, η επιφάνεια του νερού θα παρέμενε επίπεδη. Η άποψη αυτή δίνει νόημα στην απόλυτη περιστροφή και στην απόλυτη επιτάχυνση.

Εκείνο που γνωρίζουμε εμπειρικά είναι ότι όλα τα φαινόμενα που σχετίζονται με την περιστροφή του δοχείου με το νερό, μπορούν να περιγραφούν με πληρότητα και να συσχετισθούν με τα αποτελέσματα επιτόπιων μετρήσεων μέσα στο εργαστήριο, χωρίς οποιαδήποτε αναφορά στα άστρα. Η αντίθετη άποψη, ότι δηλαδή μόνο η επιτάχυνση ως προς τους απλανείς αστέρες έχει κάποιο νόημα, είναι μια εκδοχή που είναι γνωστή ως αρχή του Mach. Σύμφωνα με αυτήν την εκδοχή, το νερό μέσα στο δοχείο θα έπρεπε να πάρει παραβολική μορφή. Μολονότι δεν υπάρχει πειραματική επιβεβαίωση, αλλά ούτε και διάψευση της αρχής αυτής, μερικοί Φυσικοί, συμπεριλαμβανομένου και του Einstein, βρήκαν αυτήν την αρχή ως εκ των προτέρων ελκυστική. Άλλοι πάλι όχι. Πρόκειται για ένα ζήτημα που αφορά την αφηρημένη Κοσμολογία.

Αν δεχτεί κανείς ότι η μέση κίνηση του υπόλοιπου Σύμπαντος επηρεάζει τη συμπεριφορά των απομονωμένων σωμάτων, τότε προκύπτουν ένα πλήθος από σχετικά ερωτήματα, χωρίς να υπάρχει κάποια βάση για να δοθούν απαντήσεις. Υπάρχουν άραγε άλλες σχέσεις μεταξύ των ιδιοτήτων ενός απομονωμένου σώματος και της κατάστασης του υπόλοιπου σύμπαντος? Άραγε το φορτίο ή η μάζα ενός ηλεκτρονίου ή η ενέργεια της αλληλεπίδρασης μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων μεταβάλλονται, αν μεταβληθεί κατά κάποιο τρόπο ο αριθμός ή η πυκνότητα των σωμάτων του σύμπαντος; Ως σήμερα, αυτό το βαθυστόχαστο ερώτημα, που αφορά τη σχέση που έχει το μακρινό σύμπαν με τις ιδιότητες των μεμονωμένων σωματιδίων, παραμένει χωρίς απάντηση.

.....Θα πάρει, ή δε θα πάρει παραβολική μορφή....?
Άβαταρ μέλους
Artemoila
Δημοσιεύσεις: 961
Εγγραφή: Τρί Δεκ 11, 2007 6:05 pm
Real Name: Artemis
Facebook ID: 1003775262
Τοποθεσία: κάπου μωβ

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Artemoila »

Mπραβο σου που καθεσαι κ διαβαζεις απο το Berkeley!
Άβαταρ μέλους
Chris
Forum Moderator
Forum Moderator
Δημοσιεύσεις: 1064
Εγγραφή: Παρ Μαρ 28, 2008 2:02 pm
Real Name: Χρήστος
Gender: Male
Facebook ID: 0

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Chris »

ΧΑ! Το μόνο δισέλιδο που διάβασα πραγματικά είναι :P .
papagalakos

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από papagalakos »

κι εδω θα επανελθω. τετοιο τοπικ δε χανεται.
Άβαταρ μέλους
Angeliki
Δημοσιεύσεις: 154
Εγγραφή: Παρ Ιουν 29, 2007 1:42 am
Real Name: Αγγελική
Gender: Female
Facebook ID: 0
Τοποθεσία: Copenhagen

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Angeliki »

Kalispera (+sorry gia ta greeklish alla den exo elliniko pliktrologio :? )
To noitiko peirama me ton kouva tou Newton anaferetai sti sxetikotita tis kinisis + symfwna me tis sygxrones antilipseis to nero ston kouva tha parei pragmati paravoliki morfi, opos epivalletai apo ti Theoria tis Sxetikotitas pou mas leei oti den yparxei apolyti kinisi.
H nea proseggisi sto noitiko peirama eixe protathei apo ton Ernst Mach , fysiko kai megalo filosofo tis epistimis o opoios epirease idiaitera ton Einstein pros ti diatyposi tis theorias tis sxetikotitas (opos o idios o Einstein eixe anagnorisei .Paradoksos, pros apogoiteysi tou Einstein o Mach pote den dextike ti theoria tis sxetikotitas).
O Mach den pisteve stin yparksi antikeimenikis alitheias kai ypostirize oti oi fysikoi nomoi apoteloun perigrafi tis dikis mas ANTILIPSHS gia ton kosmo kai OXI PERIGRAFH TOY KOSMOY AYTOY KATHEAYTOY. Den yparxei antikeimeniki pragmatikotita pera apo ayti pou boroume na antilifthoume me tis aisthiseis mas. (kai legontas aisthiseis edo ennooume +tis aisthiseis opos ''enisxyontai'' apo tis diafores peiramatikes texnikes) To philosophiko ayto reyma legetai empeiriokritismos.
Des
http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Mach
E.Mach The Science of Mechanics 1919

Antigrafo ena apospasma apo to (thryliko) ergo tou
H. Reichenbach, The Philosophy of Space and Time 1957 paragraphos 34 the relativity of motion
[...Mach replies that Newton overlooked the fact that the surrounding masses of the earth and of the fixed stars have to be taken into consideration. The water rotates not only relative to the pail but also relative to these large masses, which may be considered as the cause of centrifugal force. The centrifugal force therefore does not indicate a rotation relative to absolute space, but only a rotation relative to the masses of the universe. If we consider the water with its hollowed surface as being at rest, then the earth and the fixed stars rotate around the water. In this conception the centrifugal force is a dynamic gravitational effect of rotating masses. Such a force of traction originating in the rotation of masses can very well be conceived. A movin electric charge, as Einstein argued later, produces forces that do not exist when the charge is at rest.

What is new in Mach's interpretation is the idea that the inertial force can be interpreted in the relativistic conception as a dynamic gravitational effect. Relativity can be extended to dynamics if forces are reinterpreted relativistically . [...] We thus arrive at a complete reinterpretation of the concept of force (although Mach was not fully aware of it)[...]
Mach draws a very interesting conclusion from his considerations. Not only the large masses of the heavinly bodies , but also smaller masses, must have gravitational effects , though to a correspondingly smaller degree. If we were to give the walls of the Newtonial pail a thickness of several miles, then its rotation around the stationary water would produce a hollowing of its surface similar to that of the rotating water , but of a smaller degree [...]
The dynamic relativity of motion is more than a philisophical principle, since it leads to observable consequences. Although these consequences appear reasonable, we cannot say a priori whether they will be true, since this can only be decided by an experiment...
akolouthei mia endiaferousa analysi alla twra den prolavaino na pliktrologo... :|
perepiptontos to biblio ayto einai apo ekdoseis Dover boreis pithanotata na to vreis ston Papaswtiriou tis polytexneioupolis, ego apo ekei to eixa tsibisei. Alla einai yperbolika ''bary'' gia 1o etos , periexei ta perissotera conceptual zitimata tis eidikis +genikis sxetikotitas...exe to ypopsi sou gia mellontiki xrisi. Episis, mia symvouli: An se endiaferoun ayta ta zitimata pare ta mathimata Philosophia Epistimwn, Philosophia Fysikis, Istoria Fysikis . Ego eixa parei + Philosophia Mathematikwn...Gnisia trofi gia skepsi, ayta ta mathimata mou edwsan para polla...
Of smol coral aboute hir arm she bar
A peire of bedes,gauded al with grene
And ther-on heng a broche of gold ful shene,
On which there was first write a crowned A
And after, AMOR VINCIT OMNIA


Μια εξίσωση από κολοκύθια που βράζουν χωρίς κανέναν προορισμό είναι η ζωή.Αμέτε να μετρηθείτε, αχθοφόροι του ονόματός σας.
ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΕΛΥΤΗΣ
Άβαταρ μέλους
Chris
Forum Moderator
Forum Moderator
Δημοσιεύσεις: 1064
Εγγραφή: Παρ Μαρ 28, 2008 2:02 pm
Real Name: Χρήστος
Gender: Male
Facebook ID: 0

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Chris »

Ωραίο reply Αγγελική...! Το βιβλίο θα το έχω υπ'όψην.
Σε γενικές γραμμές είναι αρκετά λογικό να πάρει το νερό παραβολική μορφή..
Άβαταρ μέλους
Angeliki
Δημοσιεύσεις: 154
Εγγραφή: Παρ Ιουν 29, 2007 1:42 am
Real Name: Αγγελική
Gender: Female
Facebook ID: 0
Τοποθεσία: Copenhagen

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Angeliki »

A, nai, kapoia wraia pragmata gia ton kouva tou Newton +tin Arxi tou Mach yparxoun sto The Feynman Lectures on Gravitation . Logika prepei na to exei i kentriki bibliothiki.
Des to Kefalaio 13
Of smol coral aboute hir arm she bar
A peire of bedes,gauded al with grene
And ther-on heng a broche of gold ful shene,
On which there was first write a crowned A
And after, AMOR VINCIT OMNIA


Μια εξίσωση από κολοκύθια που βράζουν χωρίς κανέναν προορισμό είναι η ζωή.Αμέτε να μετρηθείτε, αχθοφόροι του ονόματός σας.
ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΕΛΥΤΗΣ
papagalakos

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από papagalakos »

Περιστρέφοντας ένα κουβά με νερό, αυτό στην επιφάνειά του θα καμπυλωθεί. Από φυσικής άποψης όπως το καταλαβαίνω το νερό έχει την τάση να διαφύγει, με μεγαλύτερες δυνάμεις να ασκούνται στο κέντρο κια μικρότερες στην περιφέρια. Το θέμα είναι οτι όλο αυτό το φαινόμενο φαίνεται να οφείλεται στην κίνηση του κουβά περί άξονα που περνάει από εμάς. Δεν νομίζω οτι η σχετική κίνηση του σύμπαντος αν περιστρεφόταν γύρο απ τον κουβά, θα επηρέαζε την επιφάνεια του νερού, ή αν θα την επηρέαζε έτσι. Μπορεί όντως το σύμπαν να περιστρέφεται γύρο από τον κουβά. Το σύμπαν έτσι κι αλλιώς κινείται, αλλά το νερό ακόμη και στην τυχαία κίνηση παραμένει σε ηρεμία.

Ας βάλουμε ένα ενδιάμεσο και πιο εφικτό πείραμα. Η περιστροφή του κουβά με το νερό στο διάστημα τί αποτέλεσμα θα είχε;
Άβαταρ μέλους
Chris
Forum Moderator
Forum Moderator
Δημοσιεύσεις: 1064
Εγγραφή: Παρ Μαρ 28, 2008 2:02 pm
Real Name: Χρήστος
Gender: Male
Facebook ID: 0

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Chris »

papagalakos έγραψε:Ας βάλουμε ένα ενδιάμεσο και πιο εφικτό πείραμα. Η περιστροφή του κουβά με το νερό στο διάστημα τί αποτέλεσμα θα είχε;
Κανένα :P . Κάθε υγρό σε έλλειψη βαρύτητας γίνεται φούσκες.
Άβαταρ μέλους
Angeliki
Δημοσιεύσεις: 154
Εγγραφή: Παρ Ιουν 29, 2007 1:42 am
Real Name: Αγγελική
Gender: Female
Facebook ID: 0
Τοποθεσία: Copenhagen

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Angeliki »

Papagalakos, ousiastika to epixeirima sou einai oti h kambylwsi tou nerou ston kouva einai ena dynamiko apotelesma opote mia opoiadipote sxetiki kinisi tou sybantos H otidipote allou den tha eprepe na mas endiaferei.
Edw akrivos einai to kleidi: H Barytita borei na ermineytei dynamika!!!!. Ayti einai i kainotomia (prin sxedon 120 xronia...) tou Mach pou edwse ebneysi ston Einstein gia ti Sxetikotita . thymizo :
What is new in Mach's interpretation is the idea that the inertial force can be interpreted in the relativistic conception as a dynamic gravitational effect. Relativity can be extended to dynamics if forces are reinterpreted relativistically . [...] We thus arrive at a complete reinterpretation of the concept of force
Ola ayta exoun sxesi me ti Geniki Sxetikotita (diladi ti thewria tis Barytitas) kai oxi toso me tin Eidiki Sxetikotita (tou a' eksaminou)
Se ayti ti dynamiki ermineia tis Barytitas kryvetai H arxi tis isodynamias, pou diatypwnetai ws eksis:

Asthenis Arxi Isodynamias (AAI)
Se kathe gegonos E tou xwroxronou mesa se ena pedio Barytitas statiko + omogenes boroume na dialeksoume ena systima anaforas topika adraneiako tetoio wste sti geitonia tou E i eleytheri kinisi twn swmatwn na einai eythygrammi +omogenis

Arxi Isodynamias tou Einstein (AIE)
Mesa sto topika adraneiako systima anaforas tis asthenous arxis oloi oi mi barytikoi nomoi tis fysis exoun ti morfi pou mas dinei i eidiki thewria tis sxetikotitas

Isxyri Arxi Isodynamias (IAI)
(Malista isxyei: IAI => AIE <=> AAI)
Einai panta dynato na ''svisoume'' ena eksoteriko pedio varytitas periorizomenoi se ena systima anaforas topika adraneiako , tetoio wste oloi oi nomoi tis fysis syberilamvanomenis tis Barytitas na paroun ti morfi pou tha eixan + apousia tou varytikou pediou.
Ayto simainei oti h Barytita ekfrazetai dynamika!!

Syberasma: to nero tha parei paravoliki morfi.
Of smol coral aboute hir arm she bar
A peire of bedes,gauded al with grene
And ther-on heng a broche of gold ful shene,
On which there was first write a crowned A
And after, AMOR VINCIT OMNIA


Μια εξίσωση από κολοκύθια που βράζουν χωρίς κανέναν προορισμό είναι η ζωή.Αμέτε να μετρηθείτε, αχθοφόροι του ονόματός σας.
ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΕΛΥΤΗΣ
papagalakos

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από papagalakos »

Λες δηλαδή οτι η περιστροφή του σύμπαντος γύρο απ τον κουβά οτι θα καμπύλωνε τελικά το νερό.
Τώρα σκέφτηκα και μια άλλη παράμετρο. Υποθέτω η κίνηση θα πρέπει να είναι γρήγορη (έτσι κι αλλιώς αργές μετατοπίσεις του σύμπαντος πραγματοποιούνται καθημερινά). Η γρήγορη κίνηση μιας τόσο μεγάλης μάζας και ενός τόσο μεγάλου βαρυτικού πεδίου, δεν θα δημιουργούσε άλλες συνθήκες όπου δεν θα ίσχυαν οι γνωστοί φυσικοί νόμοι;

'Αλλη σκέψη: Σε αυτή την κουβέντα, μιλώντας για σύμπαν, φαντάζομαι αναφερόμαστε στο σύστημα των αστέρων και πλανητών σαν άθροισμα μαζών, κατανεμημένες ομοιόμορφα σε μια σφαίρα γύρω από τον κουβά. Αυτό προυποθέτει οτι η συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν είναι πεπερασμένη. Έστω οτι αυτό ισχύει. Αν ο κουβάς δεν βρίσκεται στο κέντρο της σφαίρας (δεν μας βεβαιώνει κανείς οτι η Γη μας είναι στο κέντρο του σύμπαντος), υποθέτω η περιστροφή του κουβά θα δίνει το ίδιο σχήμα στο νερό. Η τόσο πολύπλοκη όμως τώρα κίνηση του σύμπαντος που δεν θα είναι συμμετρική θα δώσει το ίδιο αποτέλεσμα;

Αν είμαστε πιο κοντά στη μια μεριά θα έπρεπε η κίνηση του σύμπαντος φαντάζομαι να μην δημιουργεί συμμετρία στην επιφάνεια του νερού (η κοντινή πλευρά θα ασκούσε μεγαλύτερη δύναμη αφού η δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης). Αφού όμως εμείς δεχόμαστε οτι οι δύο κινήσεις είναι σχετικιστηκά ίδιες, θα έπρεπε και η καμπύλωση του νερού λόγο περιστροφής του κουβά να μην είναι συμμετρική. Αυτό όμως δεν ισχύει. Μπορεί αυτό να ειναι απόδειξη οτι βρισκόμαστε στο κέντρο του σύμπαντος;
Άβαταρ μέλους
Angeliki
Δημοσιεύσεις: 154
Εγγραφή: Παρ Ιουν 29, 2007 1:42 am
Real Name: Αγγελική
Gender: Female
Facebook ID: 0
Τοποθεσία: Copenhagen

Re: Ο Κουβάς του Νεύτωνα και το υπόλοιπο Σύμπαν

Δημοσίευση από Angeliki »

apantw ligaki biastika:

-katarxin den borei na oristei kati san ''argi metatopisi tou sybantos'' opos les giati to syban san olon den borei na thewrithei oti yparxei mesa se kati allo ws pros to opoio na kineitai. (to syban diastelletai me rythmo pou eksartatai apo ti stathera tou Hubble alla ola ayta einai mia alli ponemeni+ lypiteri istoria....)

-episis den borei na apotelesei epixeirima oti genikws + aoristws den tha isxyoun oi gnwstoi fysikoi nomoi...ayto einai kapws ''flou'' +eksallou edw to zitoumeno einai na katalavoume tous gnwstous fysikous nomous katheaytous... oi nomoi tis fysikis einai pagkosmioi allios den tha itan nomoi alla apla fainomena...(-bebaia h efarmogi tous einai thema klimakas )

-episis to ''kentro'' tou sybantos einai mi orisimo. Enallaktika, an protimas, tha borouse na pei kaneis oti ola ta simeia tou sybantos tha borousan na oristoun ws kentro. (gia paradeigma, se opoiodipote galaxia +an statheis, tha deis olous tous galaxies na apomakrynontai apo ayton). opote afou den orizetai kentro den boroume na milisoume gia ''mia H alli meria''... San ''orio'' tou sybantos thewroume mexri mia sygkekrimeni ''aktina paratirisis'' alla ayto min se berdevei: to syban ws olon DEN borei na thewrithei ws sfaira me sygkekrimeno kentro...

-twra, opoiadipote morfi -symmetriki 'H oxi - ki an eixe h paramorfwsi tou nerou (me vasi to proigoumeno epixeirima pantws tha prepei na einai symmetriki), emas ayto pou mas endiaferei einai to gegonos oti vlepontas tin paramorfwsi, den boroume na apofanthoume an einai o kouvas pou peristrefetai H to syban. (gia to logo pou egrapsa sto proigoumeno post)

Se kathe periptwsi, to noitiko peirama me ton kouva tou Newton simera den exei para mono istoriki aksia, mia kai H Geniki Sxetikotita tou Einstein (mia thewria pou stis meres mas exei epalitheytei +peiramatika...) dinei safi apantisi.
Of smol coral aboute hir arm she bar
A peire of bedes,gauded al with grene
And ther-on heng a broche of gold ful shene,
On which there was first write a crowned A
And after, AMOR VINCIT OMNIA


Μια εξίσωση από κολοκύθια που βράζουν χωρίς κανέναν προορισμό είναι η ζωή.Αμέτε να μετρηθείτε, αχθοφόροι του ονόματός σας.
ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΕΛΥΤΗΣ
Απάντηση

Επιστροφή στο “Ζητήματα Μαθηματικών - Φυσικής - Πληροφορικής”