Ich frage vielleicht, das ist eine zutiefst dumme Art, aber ich bin nicht so gut informiert, wenn es um Quantenmechanik geht.
Es ist allgemein bekannt, dass die Zeitdilatation um jeden Bereich herum auftritt, der Masse hat, aber sie ist nicht signifikant, es sei denn, die Masse ist ausreichend groß. Dies führt dazu, dass die relative Bewegung der Ortszeit scheinbar langsamer verläuft als in anderen Bereichen, wenn sie von außerhalb des Einflussbereichs beobachtet wird.
Ich bin neugierig zu wissen, ob die Zeitdilatation die Materie beeinflusst, die die Dilatation überhaupt verursacht. Wenn zum Beispiel eine große Menge eines radioaktiven Isotops aktiv mit einer festgelegten und bekannten Rate zerfällt und groß genug ist, um die Zeit relativ zu verzerren, wird es aus sehr großer Entfernung so aussehen, als würde das radioaktive Isotop langsamer zerfallen Rate? Ich weiß, dass die Rate lokal gleich zu sein scheint, aber ich frage von dem Beobachtungspunkt aus, der sich außerhalb der Schwerkraft befindet.
Ich hoffe, das ist nicht zu verwirrend. Wenn ja, hinterlassen Sie einen Kommentar und ich kann mein Bestes geben, um näher darauf einzugehen.
Ein paar Möglichkeiten, dies zu betrachten. Der erste ist, dass die Gravitation selbstinteragiert – die Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie sind nichtlinear, und um Lösungen zu erhalten, müssen alle Effekte höherer Ordnung berücksichtigt werden. Jede Materieenergie kann gravitativ mit jeder anderen Materieenergie interagieren. In einer möglichen Quantenbeschreibung der Gravitation (von der wir immer noch nicht wissen, wie das geht, aber in der einfachsten halblinearisierten Sichtweise) werden sogar die Gravitationsquanten, die Gravitonen, miteinander interagieren. Es kann ziemlich kompliziert werden.
Der andere Weg besteht darin, sich einige Fälle vorzustellen, in denen wir bereits Lösungen erhalten haben, und zu untersuchen, ob sie eine Antwort liefern. Ein Beispiel sind Schwarze Löcher (BHs). Wenn BHs durch kollabierende explodierte Supernovae gebildet werden, wird die Materie in ein immer engeres Volumen gezogen. Während die Schwerkraft draußen immer stärker wird. Wenn sich die Materie dem Horizont nähert, wird die Schwerkraft noch stärker, und die Zeitdilatation (für einen weit entfernten Beobachter, wie Sie gefragt haben) nimmt unbegrenzt zu und nähert sich der Unendlichkeit. So sieht ein weit entfernter Beobachter, wie sich der Zusammenbruch verlangsamt, und sieht nie, wie die Materie in den Horizont vordringt. Eine andere Art zu sagen ist, dass ein weit entfernter Beobachter den BH niemals vollständig innerhalb seines Horizonts zusammenbrechen sehen wird. Der Kollaps von BH verursacht die Zeitdilatation und erleidet sie für einen weit entfernten Beobachter.
Ein Beobachter, der sich auf die Materie einlässt, erfährt keine Zeitdilatation und findet sich nach endlicher Zeit innerhalb des Horizonts wieder, ohne zu wissen, dass er ihn durchlaufen hat. Und kann niemals entkommen. Er/sie fällt in sehr kurzer Zeit auf die Singularität zu, wird sehr deformiert und gut, fällt in die Singularität (oder welche Quanteneinheit sie in einer Quantentheorie der Gravitation ersetzt).
Nun geschieht die große Dehnung für einen außenstehenden Beobachter viel stärker, wenn sich die einfallende Materie dem Horizont nähert, wo die Geschwindigkeiten hoch sind und der eigentliche Kollaps für den einfallenden Beobachter sehr schnell erfolgt. Für den weit entfernten Beobachter ist es selbst bei Zeitdilatation immer noch schnell, und er würde sehen, wie sich der Horizont nähert, und sieht dann nichts von der einfallenden Materie oder dem Beobachter. Also, selbst wenn es ein „fast BH“ ist, gibt es keine beobachtbaren Unterschiede. Die beiden BHs, die fusionierten und wir ihre Gravitationsstrahlung im Jahr 2015 beobachteten, sahen wir, wie sie in weniger als einer Sekunde in ihren letzten Umlaufbahnen umeinander herum verschmolzen. Deshalb gibt es so viele BHs im Universum, wir glauben, es sind 'fast BHs', aber für uns gibt es keinen beobachtbaren Unterschied.
Also, ja, in jeder Region der Raumzeit wird die Gravitation durch die Krümmung der Raumzeit beschrieben und wird alles dort beeinflussen.
Was ist mit einem einzelnen Elementarteilchen, wirkt sich seine Schwerkraft darauf aus? Wir denken, dass es auf irgendeine selbstkonsistente Weise notwendig sein muss, um dem Teilchen zu erlauben, das zu sein, was es ist, aber wir haben immer noch keine akzeptierte Theorie der Quantengravitation entwickelt. Wenn wir versuchen, die normalen Regeln der Quantentheorie zu verwenden, um diese Selbsteffekte herauszufinden, erhalten wir Unendlichkeit. Und anders als in der Quantenfeldtheorie, wo wir herausgefunden haben, wie wir mit diesen Unendlichkeiten umgehen müssen, um endliche Ergebnisse zu erhalten, wissen wir nicht, wie das in der Quantengravitation geht. Es ist eine sogenannte nicht renormierbare Theorie. Also kennen wir die Antwort auf der Quantenebene nicht.
Rincewind
Bob Bee
Bob Bee
Rincewind