Verzerrt kinetische Energie die Raumzeit?

Meine Interpretation von GR führt mich zu der Annahme, dass Energie (nämlich kinetische) auch zur Krümmung der Raumzeit beiträgt. Welches, hat ein Gedankenexperiment ausgelöst. Wenn ein 10000 kg Schiff knapp überholt a 1 kg Glaskugel bei 0,8 C Würde die Glaskugel relativ zur Glaskugel für den winzigen Bruchteil einer Sekunde, in der sie vorbeifährt, in Richtung des Schiffes bewegt werden, mehr als wenn das Schiff für den gleichen Zeitraum relativ in Ruhe ein- und ausgeht die Glaskugel?

Antworten (2)

Die Antwort ist ja, und das ist tatsächlich ein wichtiger Punkt, wenn man die Physik extrem hoher Energie betrachtet. Als Folge dieses Effekts ist die Gravitation die dominierende Wechselwirkung bei ausreichend hohen Energien, zumindest wenn wir der einfachsten Extrapolation der gegenwärtigen Grundlagen der Physik vertrauen können. Dies wird hervorgehoben in 't Hooft (1987), " Graviton dominance in ultra-high-energy scattering ", Physics Letters B 198 : 61-63. Die Zusammenfassung sagt:

Der Streuprozess zweier punktförmiger Teilchen bei CM-Energien in der Größenordnung von Planck-Einheiten oder darüber hinaus ist mit bekannten physikalischen Gesetzen sehr gut berechenbar, da der Gravitonenaustausch alle anderen Wechselwirkungsprozesse dominiert . Bei Energien, die viel höher als die Planck-Masse sind, setzt die Produktion von Schwarzen Löchern ein, begleitet von einer kohärenten Emission echter Gravitonen.

Interessante Referenz. Ich bemerke, dass das Papier behauptet, "Quantenfeldtheorie in Kombination mit allgemeiner Relativitätstheorie" zu verwenden. Ich bezweifle jedoch, inwieweit GR vorhanden ist.
@ColinMacLaurin Das zitierte Papier beginnt mit der Aichelburg-Sexl-Metrik für ein sich schnell bewegendes Teilchen in der vernachlässigbaren Massengrenze. Ich würde diese Zutat GR nennen. Das Papier von 't Hooft ist jedoch auf die extrem hohe Energiegrenze beschränkt, sodass es den Effekt nicht quantifiziert, wenn sich die Dinge langsamer bewegen. Wenn Sie das damit meinen, den Umfang des GR-Teils in Frage zu stellen, dann stimme ich zu. Es reicht aus, festzustellen, dass ein solcher Effekt existiert, aber nicht, um ihn zu quantifizieren, wenn sich die Dinge langsam bewegen.
Danke für deine Antwort. Ich habe eindeutig noch viel zu lesen.
Sogar der Ausgangspunkt – diese Aichelburg-Sexl-Metrik – ist eine großartige Referenz. Danke für die Klarstellung

Kinetische Energie ist Teil der Zeit-Zeit-Komponente des Spannungsenergietensors, sodass sie nach den Einstein-Feldgleichungen die Krümmung beeinflusst. Die Beziehung ist jedoch zu kompliziert, um eine einfache Behauptung zu rechtfertigen, dass sie zur Krümmung beiträgt.

Erstens ist die Krümmung ein Tensor vom Rang 4, kein Skalar. Es hat also viele unabhängige Komponenten und eine Erhöhung des KE kann viele dieser Komponenten beeinflussen, oft in entgegengesetzte Richtungen. Während es also sicherlich die Krümmung verändert, was würde es überhaupt bedeuten, einfach „zur Krümmung hinzuzufügen“?

Zweitens geht eine Erhöhung des KE immer auch mit einer Impulsänderung einher. Der Impuls verändert eine oder mehrere der Zeit-Raum-Komponenten des Spannungsenergietensors. Manchmal heben die Impulsänderungen die energiebasierten Krümmungsänderungen grob auf, was zu einer minimalen Gesamtänderung der Krümmung führt.

Danke auch für deine Antwort. Ich habe das Gefühl, dass mehr über die Tensoren zu lernen der Weg ist, mehr über das „Gewebe“ der Raumzeit zu lernen.
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