Gravitation vs. Elektromagnetismus-Szenario

Relativistische Masse ist ein seltsames Konzept, das viele Probleme verursacht. Was Masse wirklich ist beschreibe ich in diesem Post von mir.

In diesem Sinne ist die Masse konstant, auch wenn ein Teilchen beschleunigt wird. Auf diese unveränderliche Masse wirkt die Schwerkraft wirklich, sodass in Ihrem Beispiel die Schwerkraft mit der Trennung schwächer wird, da die Masse in Wirklichkeit konstant bleibt.

Ich werde über den 3D-Raum sprechen.

Wenn Sie die Newtonsche Schwerkraft haben, fungiert nur die Ruhemasse als Quelle, und es handelt sich um eine sofortige Wirkung bei einer Kraft vom Typ Distanz. Sie werden keine stärkere Kraft erhalten, wenn sie sich schneller bewegen. Aber sie werden immer noch elektromagnetisch strahlen, also wird es eine elektrische Kraft geben, die sie auseinander drückt, und eine Gravitationskraft, die sie zusammendrückt, plus möglicherweise andere Effekte, um etwas Energie von irgendwoher zu stehlen, um die Energie des Strahlungsfelds bereitzustellen. Technisch gesehen enthalten die Schott-Felder auch Energie, obwohl sie zu schnell abfallen, um Energie ins Unendliche zu transportieren, sodass eine detaillierte Energiebilanz den Energieaustausch mit dem Schott-Feld sowie dem Strahlungsfeld erfordert. Aber jetzt nähern wir uns der Antwort mit der Allgemeinen Relativitätstheorie.

Lassen Sie uns nicht die Newtonsche Gravitation verwenden und verwenden Sie stattdessen die Allgemeine Relativitätstheorie. Nun wirkt jede mögliche Energie, Impuls, Spannung und Druck als Quelle für die Schwerkraft, einschließlich der Energie, Impuls, Spannung und Druck der Teilchen sowie der Energie, Impuls, Spannung und Druck des elektromagnetischen Feldes.

Da tauchen gleich ein paar Probleme auf. Erstens ist in einem flachen Raum die Energie des elektrischen Feldes eines Punktteilchens unendlich. In der Allgemeinen Relativitätstheorie wird es nicht besser. Wenn Sie ein Masseteilchen konzentrieren$m_e$in eine Region mit einer Oberfläche kleiner als$16\pi G^2m_e^2/c^4$dann wird es sich zu einer Singularität zermalmen. Und wenn das Schwarze Loch die Ladung eines Elektrons hat, dann gibt es keinen Ereignishorizont, der es abschirmt, die Theorie fällt auseinander. Und wenn Sie versuchen, ihm etwas mechanischen Spin zu geben, um das zu vermeiden, dann, wenn Sie ihm genug Spin geben, um das Quantum des Spindrehimpulses darzustellen, den Elektronen haben, dann machen Sie es nur noch schlimmer, das ist genug Spin, um den loszuwerden Ereignishorizont, auch wenn es keine elektrische Ladung gab, also half es nicht.

Nun, Sie können das alles vermeiden, wenn Sie die Elektronen durch Kugeln ersetzen, die groß genug sind, um keine Singularitäten zu bilden. Aber Sie müssen etwas Kraft hinzufügen, um es zusammenzuhalten (damit es nicht auseinander fliegt), und diese neuen Kräfte werden auch gravitativ beitragen. Aber Sie können die nackte Masse der Schale anpassen, um dies zu kompensieren.

OK, Sie haben also einige hypothetische Granaten mit hypothetischer Masse und hypothetischer Ladung. Sie ziehen sich gravitativ an und stoßen sich elektrisch ab. Aber das elektrische Feld erstreckt sich immer noch durch den Raum zwischen ihnen. Und das hat noch Energie. Sie werden also nicht nur gravitativ zueinander angezogen, sie werden auch gravitativ von dem "leeren" Raum um sie herum und zwischen ihnen angezogen.

Und hier ist, was wichtig ist. All diese kinetische Energie der Beschleunigung, woher kommt sie? Es kam von der elektrischen Feldenergie selbst. Wenn sich die Granaten also beschleunigen, wenn sie sich voneinander entfernen, ändern sich die elektrischen Felder so, dass sie weniger Energie haben. Und es ist die Energie des Feldes genau dort, wo sich die Ladung beschleunigt, die abfällt. Also wirklich die Energie, wenn die Felder zu den Ladungen hinfließen und sich dann von Feldenergie in kinetische Energie umwandeln.

Es gab also tatsächlich etwas Energie, die weiter verteilt war (in den Feldern) und sie wird stärker in den Sphären lokalisiert, wenn sie schneller werden (kinetische Energie gewinnen). Energie erschien also nicht wegen der elektrischen Abstoßung. Es überträgt sich einfach von den Feldern auf die Ladungen.

Wenn Sie die Analyse vereinfacht haben, um nur zu sagen, dass sich ein Bündel Energie ausbreitet und jetzt konzentrierter ist, und die Energie wie Masse für Gravitationszwecke behandelt (nicht ganz genau, da Impuls und Stress auch Quellen der Schwerkraft sind). Dann bewegte sich effektiv Masse von um und zwischen ihnen, um mehr in den Granaten zu sein als zuvor. Sie werden sich jetzt stärker zueinander hingezogen fühlen. Aber diese Grenze, wo sie weit weg sind, und diese Anziehungskraft, das haben wir die Masse genannt$m_e$des Elektrons. Und da draußen wissen wir, dass die elektrische Abstoßung von Schale 1 in diesem Rahmen stärker ist als die Gravitationsanziehung von Schale 1, also beginnt sich Schale 1 wirklich in diesem Rahmen wegzubewegen. Und Shell2 bewegte sich bereits in diesem Rahmen weg. Ähnlich im Rahmen von shell2. Sie bewegen sich also wirklich voneinander weg. Unabhängig vom Rahmen wird der Abstand zwischen ihnen also mit der Zeit größer. Sie halten also nicht an.

Beachten Sie, dass wir Strahlungseffekte vernachlässigt haben und dass es in der Allgemeinen Relativitätstheorie neben elektromagnetischer Strahlung auch Gravitationsstrahlung gibt.