Comment savons-nous que la gravité n’est pas une accélération? [fermé]

intégraleanomalie5

Comment savons-nous que la gravité n’est pas une accélération? [fermé]


Si un accéléromètre assis au repos à la surface de la terre mesure 1 g d’accélération vers le haut. Comment savons-nous que «l’espace» (la référence) ne se précipite pas dans la terre. Je veux dire expérimentalement à quoi ça ressemble, non?

Imaginez que l’espace est un fluide se précipitant dans la terre et qu’un objet « au repos » à la surface de la terre résiste à l’écoulement vers le bas et par rapport à cet espace qui coule, accélérant vers le haut.

Considérez la terre comme un drain avec l’espace lui-même aspiré sous tous les angles. Où va l’espace? Ce n’est pas important pour cette question, mais nous pourrions dire pour des raisons que la superposition subatomique combinée de toutes les particules subatomiques de la masse terrestre prend en fait de l’espace et plus la terre se déplace rapidement, plus elle prend de place … peu importe. Mais je demande juste comment savons-nous que l’espace est courbé et ne coule pas dans la terre?

ACuriousMind ♦

Quelle? Expérimentalement, il semble que les choses (qui commencent assez près pour que Newton soit une bonne description) tombent vers la terre avec accélération

mage brillant

@ACuriousMind: « Quoi? »: « … un accéléromètre au repos à la surface de la terre mesurera une accélération g = 9,81 m / s2 vers le haut, en raison de son poids. En revanche, les accéléromètres en chute libre ou au repos dans l’espace mesurera zéro.  » en.wikipedia.org/wiki/Accéléromètre

ACuriousMind ♦

@bright magus: Très bien, donc un accéléromètre mesure essentiellement sa bonne accélération dans son cadre de référence. Je ne comprends toujours pas ce que cela a à voir avec le titre de la question ou « l’espace se précipitant dans la terre ».

mage brillant

@ACuriousMind: C’est vrai, cela ressemble en fait à de la « Terre se précipitant dans l’espace ».

ACuriousMind ♦

Je pense que vous (l’OP) devriez réfléchir plus attentivement à ce que mesure un accéléromètre. le

Réponses


 John Rennie

Il y a un sens dans lequel votre suggestion est correcte.

Le champ gravitationnel de la Terre (au-dessus de sa surface) est décrit par la métrique de Schwarzschild. Il existe plusieurs façons différentes d’écrire cela, et celle pertinente à cette question s’appelle le modèle de la rivière – le lien est vers un article scientifique, mais il est assez lisible même si vous ignorez toutes les équations.

Écrit de cette façon, la position d’un objet qui tombe librement est stationnaire, mais l’espace-temps autour de lui coule vers la Terre. Cela s’appelle le modèle de la rivière en raison de l’analogie avec le fait d’être entraîné par l’eau dans une rivière. Vous pouvez être immobile par rapport à l’eau qui vous entoure, mais vous vous déplacez par rapport à un observateur sur la rive.

Ne prenez pas cette description trop au sérieux, car l’espace-temps n’est pas un fluide comme l’eau, et ce qui coule vers l’intérieur vers la Terre, c’est le système de coordonnées, rien de matériel. Le point de cette description de la gravité de la Terre est que l’accélération et la gravité sont vraiment la même chose. Lorsque vous vous tenez à la surface de la Terre, vous accélérez vers l’extérieur (à 1 g), mais vous accélérez par rapport à un observateur qui tombe librement.

Réponse au commentaire:

integranomaly5 demande:

aussi une accélération constante devrait atteindre une vitesse toujours plus élevée .. mais certains comment nous n’atteignons pas la vitesse de distorsion assis ici

La correspondance entre l’accélération et la gravité est uniquement locale, c’est-à-dire qu’elle ne s’applique que dans une région infinitésimale du point où vous mesurez l’accélération. Cela dit, il y a un sens dans lequel nous atteignons la vitesse de distorsion assis ici . Mais gardez à l’esprit qu’il y a un certain degré de jeu dans l’interprétation suivante de votre question.

Tout d’abord, notez qu’une accélération constante ne signifie pas qu’un objet se retrouve à la vitesse de distorsion, cela signifie que l’objet s’approche asymptotiquement de la vitesse de la lumière. Pour plus d’informations à ce sujet, voir la question Le pilote d’un navire-fusée connaît-il une approche asymptotique de la vitesse de la lumière? . Votre question devrait donc vraiment être:

une accélération constante devrait également s’approcher asymptotiquement de la vitesse de la lumière.

Demandez-vous par rapport à qui mesurons-nous notre accélération. Eh bien, nous le mesurons par rapport à l’observateur tombant librement qui nous passe. Donc, si nous voulons mesurer le changement de vitesse que l’accélération sur nous provoque, nous devons le mesurer par rapport à l’observateur en chute libre. Si nous accélérons vraiment, la vitesse de l’observateur en chute libre par rapport à nous devrait s’approcher asymptotiquement de la vitesse de la lumière.

Le problème avec cette mesure sur Terre est que l’observateur tombant librement frappe juste le sol avec un splat. Nous devons éloigner le sol en compressant toute la masse de la Terre en un point au centre, c’est-à-dire transformer la Terre en un trou noir avec une utilisation planant à une distance sur un rayon de la Terre du centre. Maintenant, que se passe-t-il? Eh bien, cela dépend de qui vous demandez. De notre point de vue, l’observateur en chute libre accélère initialement vers l’intérieur, mais à mesure qu’il approche du trou noir, sa vitesse diminue et tend en fait à zéro à l’horizon des événements. Il leur faudrait un temps infini pour atteindre l’horizon.

Mais en général, les mesures de relativité ne sont vraiment pertinentes que si vous les faites localement. Donc, ce dont nous avons besoin, c’est d’une autre personne qui plane juste au-dessus de l’horizon des événements et leur demande à quelle vitesse l’observateur qui tombe librement tombe. Il se trouve que je viens de répondre à cette question en réponse à la question des trous noirs et de la dilatation du temps à l’horizon . Une personne planant à distance

r

depuis l’horizon des événements, un objet tombant passe à une vitesse donnée par:

v = c ( 2 M r ) 1/2

v = c ( 2 M r ) 1 / 2

et à l’horizon

r = 2 M

donc à l’horizon des événements, un observateur en vol stationnaire voit l’objet passer à la vitesse de la lumière.

Mon Dieu, je me suis un peu énervé, alors faisons un bref récapitulatif.

  • avec une accélération constante, l’objet se rapproche asymptotiquement de la vitesse de la lumière et l’atteint après un temps infini et à une distance infinie

  • si nous sommes immobiles au rayon de la Terre à partir d’un trou noir avec la masse de la Terre, alors par rapport à nous, un objet qui tombe s’approche asymptotiquement de la vitesse de la lumière et l’atteint après un temps infini à l’horizon des événements

Donc, les deux situations sont vraiment analogues, bien que vous puissiez être fondé à prétendre que c’est une analogie plutôt ténue 🙂

intégraleanomalie5

Merci pour le lien. Je sais que ce n’est pas la façon actuelle de décrire la gravité. Et je sais que je ne suis pas la première personne à y penser. Je me demande simplement comment cela a été exclu comme une possibilité et pourquoi l’espace incurvé est maintenant le modèle excepté.

mage brillant

Quand un objet est porté par l’eau et que le mouvement est accéléré, l’accéléromètre n’affiche pas zéro, n’est-ce pas?

intégraleanomalie5

Je vois ce que tu veux dire. Dans ce cas, la surface de la terre maintient l’objet contre le flux, mais vous vous attendez à un taux constant et non à une accélération. bon point également une accélération constante devrait atteindre une vitesse toujours plus élevée .. mais certains comment nous n’atteignons pas la vitesse de distorsion assis ici …

mage brillant

@ integranomaly5: (Si votre commentaire était destiné à moi), ce que je voulais dire, c’est qu’en cas d’accéléromètre de gravité, les lectures sont exactement opposées comme dans le modèle de la rivière.

John Rennie

@ integranomaly5: J’ai mis à jour ma réponse pour répondre à votre commentaire.


 jkeuhlen

En ce qui concerne votre question d’imaginer l’espace comme un fluide, vous n’êtes pas le premier à le penser. Je recommanderais de faire quelques lectures sur l’ancienne théorie de l’ éther . Éther lumineux également. Il s’agit d’une théorie plus ancienne que de nombreux physiciens ont appuyée jusqu’à ce qu’elle soit réfutée par l’ expérience de Michelson-Morley.

intégraleanomalie5

ouais merci pour le lien. La théorie de l’Éther est légèrement différente de ce que je demande car ils imaginaient l’éther séparé de la gravité. Mais je demande si cet espace qui coule EST la gravité. L’expérience de Michelson-Morley cherchait l’effet des éthers fluides sur la lumière. Ils ne l’ont pas trouvé. Mais la lentille gravitationnelle a été observée et je me demande si elle pourrait être causée par un espace fluide au lieu d’un espace incurvé.

 

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