Wird die Raumzeit wieder flach?

Ich habe ein Experiment in HTML5 und Javascript geschrieben, um zu zeigen, was mit der Krümmung der Raumzeit passiert, wenn sich ein Körper durch eine Region bewegt.

Mit fortschreitender Zeit verwende ich die g=Gm/r2Gleichung, um das Raumzeitgitter in Richtung des Objekts zu verschieben. Wenn sich ein Gitterpunkt innerhalb des Körpers befindet, g(1-h/R)modifiziere ich die Biegung entsprechend der Beschleunigung an der Oberfläche. Dies setzt eine gleichmäßige Dichte voraus.

Das Ergebnis ist, dass es eine sehr große Masse und sehr lange Zeit dauert, bis eine merkliche Krümmung auftritt (wie Sie es erwarten würden). Indem ich den Erdradius um den Faktor 3 verkleinerte, konnte ich die Krümmung sehr gut sehen, wie im Screenshot unten.

Was mir dann auffiel, war, dass die Verkrümmung des Raums noch lange bestehen bleiben würde, nachdem sich der Massenkörper weiterbewegt hatte.

Kehrt diese Verkrümmung im Weltraum jemals wieder zu wirklich "flach" zurück oder bedeutet die Tatsache, dass wir fast nie durch dieselbe absolute Region des Weltraums kreisen, dass wir diese bestehende Verkrümmung nie erfahren?

Wenn Licht durch diese „Spur“ gehen würde, würde es sich entsprechend der Raumzeitkrümmung biegen, die von dem weit entfernten Planeten erzeugt wird? Oder habe ich in meinem Modell einen Fehler gemacht?

Spacetime-Warping-Demo

Diese Demo verwendet reale Werte, außer dass der Radius um das Dreifache verkleinert wird, um den Gravitationseffekt zu erhöhen.

earth.radius = 6.371e6 / 3;
earth.mass = 5.972e24;  
spacetimeGrid.extent = 4.5e7;

Sie können die Demo hier ausführen: https://dl.dropboxusercontent.com/u/2236585/spacetime/index.html

Sieht sehr verdächtig aus. Verzerrungen der Raumzeit sollten sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten (effektiv unendlich bei der Geschwindigkeit der Simulation), es sollte keine Nachströmung geben.
Nun, beschleunigende Körper könnten Gravitationswellen erzeugen - eine Vorhersage von GR, die noch nicht experimentell bewiesen ist, aber für normale Körper bei "normalen" Energien würden Sie eine solche Spur nicht sehen.
@JamesKilfiger Ich habe vergessen, dass sich der Gravitationseinfluss auch bei c ausbreitet , daher ist der Code eine ziemlich grobe Annäherung an die Verzerrung und simuliert offensichtlich keine Gravitationswellen. Würde dies letztendlich dazu führen, dass die Raumzeit abflacht?
Wir würden in einem sehr seltsamen Universum leben, wenn der lokale Gravitationsgradient von einem supermassiven Schwarzen Loch beeinflusst würde, das vor 12 Milliarden Jahren durch die nahe Umgebung geflogen wäre. Die Raumzeit wäre mit unsichtbaren Gravitationslöchern unbekannter Herkunft durchsetzt.
Was sind deine Achsen? Zwei Leerzeichen oder ein Leerzeichen und eine Zeit?

Antworten (2)

Um die Frage zu beantworten

Wird die Raumzeit wieder flach?

Ja tut es. Das von Ihnen berechnete Bild ist nicht korrekt. Es ist nicht so, dass ein fester Körper in der Schwerkraft durch die Raumzeit pflügt und dieses Tal erschafft, wie das Ziehen einer Bowlingkugel, die Schnee wirft. Die Krümmung jedes Punktes wird durch die Masse beeinflusst und ändert sich, wenn sich die Masse bewegt. Wenn sich also die Masse weit genug von einem bestimmten Punkt in der Raumzeit entfernt, wird die Krümmung wieder flach.

Sie modellieren das massive Objekt, das sich durch die Raumzeit bewegt. Denken Sie an die Relativitätstheorie. In diesem Fall meine ich nur die Galileische Relativitätstheorie: Die Bewegungsgesetze sind in jedem Inertialsystem gleich. Wenn ich einen Rahmen wähle, der sich mit Ihrem Planeten bewegt, würde dies bedeuten, dass sich der Planet überhaupt nicht bewegt.

Das würde deutlich machen, dass Ihr Modell falsch ist, ein bewegungsloser Planet sollte keine Spur in der Raumzeit erzeugen. Ihr Planet ist bewegungslos (in Bezug auf ein Inertialsystem), hinterlässt aber eine Spur. Dein Modell ist falsch.

Wenn Sie über den Code blicken, scheinen Sie Ihr Raster dynamisch zu verzerren. Aber das ist wirklich eine statische Situation. Die Gitterverzerrungen können für beliebige Positionen des Planeten bestimmt werden, wo sich der Planet zuvor befunden hat, sollte nicht berechnet werden müssen.

Nun, dies ist nicht die Raumzeit, die Sie hier beschreiben, sondern dies ist nur die Newtonsche Schwerkraft, die so gekleidet ist, dass sie wie die Raumzeit aussieht. Für die Art von Masse, die Sie hier beschreiben, gibt es keinen großen Unterschied zwischen GR und Newtonscher Schwerkraft. GR wird asymptotisch durch die Newtonsche Gravitation angenähert. Es ist möglich, die reale Raumzeit zu modellieren, aber es ist sehr rechenintensiv. Dies macht Ihre Simulation nicht uninteressant, aber achten Sie darauf, was dafür beansprucht wird.

Wird die Raumzeit wieder flach?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v