Comments 34
Очень интересно, большая работа проведена.
В продолжение темы волн-убийц, возникающих "из ниоткуда", но в данном случае имеющих галактический масштаб, хочется спросить: ваша симуляция нерелятивистская (т.е. в ней скорость взаимодействия не ограничена), верно? А сильно ли будет отличаться картина в релятивистском случае? Возможны ли там такие же всплески тёмной энергии, передвигающиеся быстрее скорости света (фазовая скорость которых теоретически не ограничена)?
Да, крупномасштабные симуляции обычно не заостряются на конечности скорости гравитационного воздействия. Как правило задача упрощается учетом ближайших соседей, или там будет достаточно мелкая сетка, что за временной шаг скорости света достаточно, чтоб пробежать пару ячеек. Некоторые реально добавляют релятивистские поправки в уравнения движения (что-то типа такого) , или в метрике для расширяющейся вселенной учитывают некоторые недиагональные элементы.
В статьях, на которые я опирался, когда составляют всю необходимую гидродинамику, оговаривают, что многие эффекты будут пренебрежимы. Но конкретно в здешних анимациях размеры сетки слишком большие (насколько позволила оперативка ноутбука), и решая быстрым преобразованием Фурье, легко получить волны со сверхсветовой скоростью, плюс из-за периодичных граничных условий каждая точка быстро начинает чувствовать свою же гравитацию, но уже издалека. На первой картинке с солитонами, кстати, на сферах видны всплески из-за образования стоячих волн и интерференции фронтов дошедших до границ коробки.
Upd: Нашел еще более подробно по вопросу об учете конечной скорости гравитации на stackexchange
Ха, скорость гравитации на хабре оказывается больная тема: https://habr.com/ru/company/first/blog/696794/
И даже Epica! Люто плюсую
Хотя фотоны путешествовали всего около 14 миллиардов лет, расширение Вселенной удлинило их путь.
Если скорость света не зависит ни от чего, то как расширение Вселенной может влиять на их путь?
Автор допустил несколько вольную трактовку. Точка старта фотона отдалилась со временем, независимо от путешествия фотона. "Просто за время пути собачка могла подрасти".
Как я понимаю - это как пройти пешком ровно 1 метр по резиновой ленте, а потом взять эту ленту, растянуть её в 10 раз и сказать, что прошел 10 метров. Попахивает читерством.
Нет, не потом растянуть - лента растягивается все время. Каждая точка удаляется от другой, только на малых масштабах это не заметно, но вот фотон в пути и правда "подрастет"-покраснеет, а источник его испускания по прошествии длительного времени из-за космологических масштабов как раз заметно удалится
Скажите, а почему красное смещение объясняют исключительно как динамическое удаление источников? Ведь если рассматривается возможность существования некой темной материи/аксионов и т.п., то можно ведь допустить и другую причину красного смещения - эффект типа комптоновского сдвига при прохождении света от далеких источников через темную материю. Если Вы считаете, что подобное объяснение невозможно, не могли бы Вы объяснить, почему?
И небольшое замечание, не имеющее отношения к сути дела. Мы не шмотки барионного вещества, а шматки. Потому что шмотки (ударение на О) - это одежда, а шматки (ударение на И) - это куски (от слова "шмат").
Для того что вы говорите выделили целый класс опровергнутых гипотез https://en.wikipedia.org/wiki/Tired_light
про "шматки" забавно вышло - редактор красным не подчеркнул, а я не заметил
Статья интересная, но как-будто в одну статью нафаршировали кучу тем не связанных друг с другом или связь их очевидна только ограниченному кругу лиц.
Я старался сделать пошаговый разбор феноменов, изучая которые люди приходят к темному веществу, и, мне кажется, что скомпонованы они так, будто каждый этап оглядывается на предыдущие: мы учимся работать со спектрами и оцениваем с помощью них скорости объектов, разбираем галактическую динамику, пытаемся понять процессы в ранней Вселенной и смотрим как они отпечатываются на наблюдениях микроволнового фона и скоплениях галактик, а затем, разбираем ряд моделей для всех этих явлений и выбираем ту, которая чудесным образом перекликается с тем, что мы делали в нескольких предыдущих статьях
Отличное изложение информации, очень интересно. Разве что соглашусь с комментом выше, что не все очевидно сразу. Хотелось бы в ваших следующих статьях увидеть общее резюме более простым языком, для менее сведущих в физике и математике. Это очень поможет популяризации такой информации.
И ещё вопрос, чем вызваны вот эти флуктуации:
Ладно, возможно я действительно разошелся. Хоть это и совсем не моя область, я получил огромное удовольствие поработав с формулами ОТО и с данными полученными из крутых астрономических проектов и меня распирало от желания поделиться этой радостью. А ведь дальше хотелось опуститься в хромодинамику и петлевую гравитацию - там просто настоящий математический кайф! Но все же наверно лучше и правда чуть опустить планку, хотя кажется приелись эти популистские объяснения где нельзя повертеть формулу и увидеть немного подковерного мусора (ведь все заметили разброс измерений в кривой вращения из СО-спектров?)
А про всплески я говорил в коменте выше - это наложения отражений от границ моделируемой области. Но покадрово в рендере это выглядит, конечно, круто - на бурлящий сфере вырываются дымчатые фонтаны, откалываются и ползут в виде вторичных солитончиков
Спасибо за ответ.
Нет, все в порядке у вас с детализацией, она бесспорно нужна, формулы и конкретика по данным - это всё неотъемлемая часть любого научного труда. Планку опускать ни в коем случае не надо. Речь скорее шла не про упрощение всего, а именно про резюмирование отдельной главы, как, например, у вас было сделано в "Истоки реликтового излучения". В процессе чтения, при переходе к следующим главам, немного теряется нить повествования. Но возможно это мои придирки, как человека не погруженного настолько глубоко в тему.
Согласен. Я вообще такие статьи вниз пролистываю и ищу слово что-то вроде "вывод", где будет хотябы 2-3 предложениями написано, о чём в статье говорится и что из этого выходит.
Я был бы рад не пролистывать, но в своё время математика меня не интересовала, как и физика, зато потом... Но базы уже не было(, хоть к репетитору ходи и заново учи как школьную так и высшую науку...
Да и вот сижу я в делах рабочих на работе, и тут такой длиннопост с кучей букаф и формул, - спасибо не надо)
Просто изображение глобуса на плоскости с сохранением площадей пятен, хотя в нашем случае мы смотрим на глобус изнутри.
Наверное, где-то есть карта реликтового излучения, натянутая обратно на глобус, в 3д, чтобы покрутить можно было, а то везде эллипс рисуют.
Кажется в "теории большого взрыва" на заднем плане в квартире главных героев мелькала такая штука, а так да, некоторые даже с рельефом делают https://www.techinsider.ru/technologies/367212-3d-globus-reliktovogo-izlucheniya-skachay-i-raspechatay/
Статья скорее уровня Nature, а не хабра. Хоть и разбавлена лирикой. Очень интересно про разложение фона в ряд Фурье и конденсаты аксинов
В Nature буду публиковаться, когда разберусь в картинке с которой началась вся эта эпопея. Да, оказалось, что нелинейное уравнение Шредингера действительно используется в астрофизике и космологии, но в связке с уравнением Пуассона. А в начальном эксперименте, вытянув еще несколько порядков нелинейности для обычного НУШ без гравитации, удалось получить качественно подобное поведение: возникновение филаментов из небольших начальных возмущений, их кластеризацию и аттрактивное поведение - какое-то гравитациоподобное поведение из конкуренции диффузии и схлопывающей нелинейности. Поэтому меня в определенный момент и заинтересовала эмерджентная и энтропийная гравитация, но там нужно много еще перечитать, прежде чем высказывать доводы
Мне жутко не нравится название "нелинейное уравненение Шрëдингера". Уравнение Шрëдингера по определению, по одной из аксиом квантовой механики — линейное! Эволюция вектора состояния — это линейное отображение этого самого состояния оператором Гамильтона.
Лучше нызывать получающиеся нелинейные уравнения как-то иначе, например нелинейным уравнением диффузии.
Хм... Интересно, моделируется солитон, но мат. модели солитона до сих пор никто не предложил.
Солитон - стоячая волна. Волна - колебания некой среды. Какой?
За много лет на хабре впервые встречаю человека, забаненного в гугле :) Чем вас это не устраивает, для начала? https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Солитон#Математическая_модель
Для начала попробуйте поэкспериментировать. Взять куб, проделать в стенке отверстие. Противоположная стенка из например резинки от воздушного шарика. Заполняем куб чернилами, опускаем в аквариум. Стукаем пальцем по резиновой стенке и наблюдаем как себя ведет солитон. Я вам скажу, что поведение очень сложное. Данные уравнения ДОПУСКАЮТ существование солитона, но не позволяют его моделировать (создать мат. модель).
Мало того, если "напустить" много солитонов, то можно наблюдать, как солитоны отталкиваются (частицы), иногда объединяются. Можно смоделировать "распад" солитона...
Чтобы иметь хотя бы общее представление почитайте хотя бы это: https://math.ru/lib/book/djvu/bib-kvant-15/Kv48-90_Mnogolikiy_Soliton_A.T.Filippov.djvu
И да, в ссылке, вами представленной, приводится литература про солитоны. Пробовали хоть что то почитать?
"… И тогда в радуге спектра появляются провалы, свидетельствующие о наличии на пути света некоторого вещества.
Собственно, так и были найдены натрий и другие элементы в атмосфере Солнца. ..."
Маленькое уточнение, натрий, как и гелий и другие элементы в спектре Солнца открыли по спектрам излучения, а не поглощения. По спектрам поглощения находят атомы нейтральных элементов, например в молекулярных облаках, при прохождении через них света звёд.
«Гравитационное поле консервативное и безвихревое»
Вопрос, для меня неразрешимый, взаимодействуют ли переносчики гравитационного поля с гравитационным полем? Интуиция, по аналогии с фотонами, подсказывает что вроде бы не должны. Но логика подсказывает, что любые переносчики имеющие ненулевую массу должны взаимодействовать с гравитационным полем. В результате получается внутренне противоречие, парадокс базовых понятий, против которого логика безсильна.
Не-не, звезда - это раскаленное тело испускающее непрерывный свет и она окружена слоем газов раскаленных, но все же более холодных, поэтому я часто оговаривал именно про звездную атмосферу, так как провалы в спектре (абсорбция) это как раз то что мы узнаем об оболочке. Теперь стало интересно как чистят спектры звезд от влияния всякого мусора на пути света...
А про гравитоны и их взаимодействия с какими-либо полями ничего не скажу, так как для меня гравитация пока держится в голове только в виде дифференциальной геометрии.
Как известно, природа гравитации до сих пор неясна. То есть непонятно, каким образом материя так влияет на физический вакуум, что это вызывает искривление метрики пространства-времени.
А что мешает физикам описать гравитацию как постоянное расширение и равноускоренное движение вакуума в сторону поглощающей его материи? Движение расширяющегося вакуума давно известно в космологии, причём это движение признанно ускоренным, отчего вакуум наделяют тёмной энергией. Зарегистрировано периодическое движение вакуума в гравитационных волнах. Индикаторами космологического движения вакуума служат скопления галактик, индикаторами периодического движения – зеркала гравитационных интерферометров. Тогда индикаторами гравитационного движения вакуума являются, например, все свободно падающие на землю предметы. Им вакуум сообщает одинаковое ускорение, что установлено ещё Ньютоном.
Или физиков смущает незнание того, куда деваются кванты пространства, поглощаемые материей? Но это отдельный вопрос, и он не отменяет возможный поглотительный механизм гравитации. Как незнание того, куда расширяется вселенский объём вакуума, не отменяет факта его расширения. Мы не знаем, откуда вообще взялся вакуум нашей Вселенной. Может быть оттуда, куда он утекает в ходе его поглощения материей. И откуда постоянно и повсеместно прибывают его новые кванты, вызывающие космологическое расширение этой среды.
Зато такая «динамичная» гравитация избавляет космологию от лишней сущности – тёмной материи. Плоская шкала вращения галактик тогда объясняется дополнительным центростремительным ускорением, которое сообщает материи галактик вакуум, расширяющийся в них из межгалактического пространства. И быстрое комкование первичной материи, отражённое в анизотропии реликтового излучения, тоже объясняется перетеканием вакуума из областей с изначально меньшей концентрацией материи в области с большей её концентрацией. Теперь это работает в создании ячеистой структуры распределения материи во Вселенной.
Понятно, это лишь общие философские рассуждения на основе известных научных данных. Но они, по-моему, могли бы послужить созданию рабочей теории квантовой гравитации. Израильский физик Джефф Штейнхауэр создавал аналог гравполя чёрной дыры и получал в нём аналог излучения Хокинга. В роли квантов вакуума, поглощаемых дырой, выступали переохлаждённые атомы рубидия…
А чем ваш вакуум отличается от эфира?
Эфир, например, Лесажа - это быстро летающие в пустоте мелкие твёрдые частицы. Невозможность его "теневой гравитации" доказал Максвелл.
Мой вакуум обладает свойствами известного физического вакуума, только плотность его энергии создаётся не виртуальными частицами-античастицами материи, а новыми квантами вакуума, которые постоянно и повсеместно поступают в него из особого (масштабного) 5-го измерения. Наглядным аналогом вакуума является упругая плёнка растений ряски, которая стремится к расширению из-за поступления в неё новых растений ряски.
Материей, массивным телом в таком аналоге является пробитая в ряске дырка. Ей не дают затянуться путём постоянного бросания в неё камней. Это создаёт аналог гравполя: в сторону дырки постоянно расширяется и ускоренно движется окружающая её плёнка ряски. Если рядом задать ещё дырку, то они начнут сближаться, поскольку между дырками плёнка имеет меньшую плотность и расширяется на меньшую длину, чем вокруг пары дыр, и очередные камни падают в сближенные за каждый "квант времени" центры дыр.
Сверхлёгкие частицы размером с галактику