[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت


[پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی dusty در جمعه 20 تير 1393 - 15:29

دوستان سلام

اصل هم ارزی: اگر آسانسوری در حال سقوط آزاد در یک میدان گرانشی همگن باشد؛ چهارچوب مربوط به آسانسور خود را یک مرجع لخت خواهد دید.
اصل هموردایی عام: قوانین فیزیک باید برای تمام ناظرها یکسان باشد.


یک ذره باردار در نظر بگیرید که در یک میدان گرانشی یکنواخت در حال سقوط آزاده.
دو چهارچوب به نام های "الف" و "ب" رو هم در نظر بگیرید.

چهارچوب الف چهارچوبیه که در اون ذره باردار ساکنه، به عبارتی همراه با ذره درحال سقوطه.
چهارچوب ب چهارچوبیه که نسبت به میدان گرانشی ساکنه و مشاهده می‌کنه ذره در حال سقوط آزاده.

الف ادعا میکنه که مرجع لخته. (ب هم باتوجه به اصل هم‌ارزی این ادعای الف رو تایید میکنه.)
چون در این چهارچوب ذره ساکنه پس نباید شاهد تابش از ذره باشیم.
اما چهارچوب ب ادعا می‌کنه که چون ذره در حال شتابه پس باید تابش کنه.

سوال اصلی اینه که آیا ذره تابش می‌کنه یا نه؟
 
سپـاس : 431

ارسـال : 287


نام نویسی: 91/11/2

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی Stupendous در شنبه 21 تير 1393 - 00:16

سلام.
سوالی که مطرح کردید دقیقا تعریف میدان مغناطیسیه!
در چهارچوب ذره-ساکن، ما میدان الکتریکی ذره رو می‌بینیم. در چهارچوب ذره-متحرک، علاوه بر دیدن میدان الکتریکی، نیرویی عمود بر جهت حرکت ذره مشاهده می‌شه که علتش اتساع زمان نسبیتی‌ست که همون میدان مغناطیسی‌ست. ترکیب این دو میدان به ما تابش رو می‌ده. پس ناظر همراه ذره تابش نمی‌بینه ولی ناظر ساکن در میدان گرانش تابش می‌بینه.

البته یک اتفاق بسیار جالب می‌افته: تابش ذره به خود ذره نیرو وارد می‌کنه! که بهش می‌گن «واکنش تابشی».
نماد کاربر
 
سپـاس : 118

ارسـال : 111


نام نویسی: 88/4/9

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی Cartouche در شنبه 21 تير 1393 - 01:46

Stupendous نوشته است:سلام.
سوالی که مطرح کردید دقیقا تعریف میدان مغناطیسیه!
در چهارچوب ذره-ساکن، ما میدان الکتریکی ذره رو می‌بینیم. در چهارچوب ذره-متحرک، علاوه بر دیدن میدان الکتریکی، نیرویی عمود بر جهت حرکت ذره مشاهده می‌شه که علتش اتساع زمان نسبیتی‌ست که همون میدان مغناطیسی‌ست. ترکیب این دو میدان به ما تابش رو می‌ده. پس ناظر همراه ذره تابش نمی‌بینه ولی ناظر ساکن در میدان گرانش تابش می‌بینه.

البته یک اتفاق بسیار جالب می‌افته: تابش ذره به خود ذره نیرو وارد می‌کنه! که بهش می‌گن «واکنش تابشی».

ممنون که ذکر کردید. این واکنش تابشی (radiation reaction) هرچند موضوع ساده ای به نظر میرسه، اما خیلی موضوع جالب و در عین حال پیچیده ایه، که منجر به تناقضاتی ( هم در دیدگاه کلاسیک و هم در دیدگاه نسبیت) میشه که تا جایی که میدونم هنوز هم که هنوزه، همچنان مبهمه*. فکر میکنم دوستان میتونن علاوه بر سوال دوست گرامی ام، dusty، در مورد تابش در ناظر های مختلف؛ روی نیروی واکنش تابشی در ناظر های مختلف، هم فکر و بحث کنند.**
----------------------------------------
* اگر قانون دوم نیوتون رو برای یک ذره باردار بنویسید، به طوری که به اون یک نیروی خارجی ( که بعدن مُعینش میکنم) و یک نیروی ناشی از واکنش تابشی، وارد میشه ( عمدتن مقدار نیرو واکنش تابشی رو از رابطه ای منسوب به آبراهام-لورنتس حساب میکنند)؛ و اون نیرو دلخواه اینطوری باشه که از زمان t=0 شروع بشه و قبل از اون صفر باشه، و در t>0 مثلن ثابت باشه، با حل معادله دیفرانسیل و بررسی مقادیر مرزی، به این نتیجه میرسید که پیش از شروع اثر نیرو (در t<0) ذره دچار یک شتابی میشه که من اون رو به نام پیش شتاب غیر علّی (acausal preacceleration) شنیدم. این تناقض علت و معلولی، همونطوری که گفتم در الکترودینامیک نسبیتی هم وجود داره.
** این موضوع در مورد تابش گرانشی، (برای یک جرمی که مثلن میچرخه و شتاب متغیر داره ( مثل زمین)) هم مطرحه و فکر میکنم بدونید که با توجه به موضوع ناظر ها در نسبیت عام، چقدر بحث جالب و در عین حال تخصصی ای میتونه باشه. البته باتوجه به پایین بودن مقدار نیرو ها در گرانش، اثرش به طور تجربی، ( دست کم روی ما) پیدا نیست.
دوای درد عاشق را کسی کو سهل پندارد

ز فکر آنان که در تدبیر درمانند در مانند
نماد کاربر
 
سپـاس : 1078

ارسـال : 1198


نام نویسی: 89/7/29

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی dusty در شنبه 21 تير 1393 - 14:43

سپاس از دوستان

بهتره سوال رو دقیق تر طرح کنم.
آیا دو ناظر دو فیزیک متفاوت خواهند دید؟
Stupendous نوشته است:در چهارچوب ذره-ساکن، ما میدان الکتریکی ذره رو می‌بینیم. در چهارچوب ذره-متحرک، علاوه بر دیدن میدان الکتریکی، نیرویی عمود بر جهت حرکت ذره مشاهده می‌شه که علتش اتساع زمان نسبیتی‌ست که همون میدان مغناطیسی‌ست. ترکیب این دو میدان به ما تابش رو می‌ده. پس ناظر همراه ذره تابش نمی‌بینه ولی ناظر ساکن در میدان گرانش تابش می‌بینه.

البته یک اتفاق بسیار جالب می‌افته: تابش ذره به خود ذره نیرو وارد می‌کنه! که بهش می‌گن «واکنش تابشی».

نظر(حدس) من هم همینه اما خیلی ها این اعتقاد رو ندارن.
مثلا فرض کنید در نزدیکی همان ذره یک بمب وجود داره که با خود ذره در حال سقوطه. این بمب با دیتکت کردن فوتون منفجر میشه.
ناظری که برای اون میدان وجود نداره علت انفجار بمب رو چی بدونه؟!
به این صورت دو ناظر دو فیزیک متفاوت دارن که تناقضه.

شاید بهتر باشه اصل هم وردایی رو مورد بررسی قرار بدیم،
منظور از قانون فیزیکی چیه؟!
مثلا آیا فشار تابشی، انرژی، دما و.... هر کدام به صورت جداگانه یک قانون منحصر به فرده.
یا دسته این از این موارد قانونه، یا روابط حاکم بر این موارد و یا...
 
سپـاس : 431

ارسـال : 287


نام نویسی: 91/11/2

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی m.s.f در چهارشنبه 25 تير 1393 - 23:20

سلام

تابشی وجود نداره.

ناظر الف چون لخته تابشی رو اندازه نمیگیره و ناظر ب هم طبق اصل هموردایی نظر اون رو تایید میکنه.

اما یه مسئله این که پس ناظر ب که میبینه ذره بار دار شتاب دار حرکت میکنه پس چطور تابش نداره که باید برای جوابش به اصل هم ارزی

برگشت.

ما میدونیم که ناظر در یک میدان گرانشی هم ارز ناظر شتاب داره و از اونجایی که شتاب یک کمیت مطلقه

پس ناظر ب که میدان گرانش رو حس میکنه ناظر شتاب دار هستش و شتاب مال ب هست پس ذره شتابدار نیست و تابش نداره.

با ازمایش هم میشه کامل مشخص کرد که ناظر ب شتابداره نه ناظر الف.

در واقع نمی دونم ازمایش چی میگه؟
اما طبق اصول نسبیت باید این گونه باشه.

اما چیزی که برای من خیلی جالبه اینه که طبق این اصول اگه ذره بارداری روی زمین باشه باید تابش کنه حالا هر چه قدر هم کم.

اما فکر میکنم اگه ذره ی بارداری روی جسمی با چگالی بالا قرار بگیره شدیدا تابش کنه.
برای گسترش نظریه ها نباید به اصول نظریه ها مطمئن بود.
نماد کاربر
 
سپـاس : 130

ارسـال : 244


نام: میثم
سن: 24 سال
شهر: اسپهان
نام نویسی: 91/7/30

مرد

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی mahdi :D در پنجشنبه 26 تير 1393 - 10:48

m.s.f نوشته است:تابشی وجود نداره.

ناظر الف چون لخته تابشی رو اندازه نمیگیره و ناظر ب هم طبق اصل هموردایی نظر اون رو تایید میکنه.

این اشتباه ست.
یک ناظر تابش می بینه و دیگری نمیبینه.
اول یک سوال بپرسم بعد یه توضیح مختصر:
- چرا مسئله رو به صورت شتاب در میدان گرانشی طرح کردید؟ اینطوری مسئله میره در حوزه نسبیت عام. آیا منظورتون چیزی فراتر از تابش از ذره باردار دارای سرعت بوده؟

اما توضیح:
من طبق دانسته هام از کتاب نسبیت خاص رزنیک میگم:
یک ناظر تنها میدان الکتریکی رو میبینه (ناظر همراه ذره) اما دیگری دو میدان الکتریکی و مغناطیسی.
اما میدان الکتریکی که ایندو می بینند یکسان نیست. حتی شکل خطوط میدان متفاوته.
اون چیزی که در هردو چارچوب یکسان دیده میشه نیروی وارد به یک ذره باردار دیگه هست. برایند نیروی الکتریکی و مغناطیسی وارد بر ذره آزمون همواره و در همه دستگاه ها یکسان خواهد بود.
 
سپـاس : 118

ارسـال : 199


نام نویسی: 92/9/15

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی m.s.f در پنجشنبه 26 تير 1393 - 15:11

- چرا مسئله رو به صورت شتاب در میدان گرانشی طرح کردید؟ اینطوری مسئله میره در حوزه نسبیت عام.

به نظر سوال رو درست نخواندید.
آیا منظورتون چیزی فراتر از تابش از ذره باردار دارای سرعت بوده؟

البته تنها ذره ی شتابدار تابش میکنه.به علت تغییر شار میدان مغناطیسی.
من طبق دانسته هام از کتاب نسبیت خاص رزنیک میگم:

این مسئله نسبیت عام نیاز داره.
برای گسترش نظریه ها نباید به اصول نظریه ها مطمئن بود.
نماد کاربر
 
سپـاس : 130

ارسـال : 244


نام: میثم
سن: 24 سال
شهر: اسپهان
نام نویسی: 91/7/30

مرد

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی امید سیدیان در يكشنبه 22 شهريور 1394 - 17:48

dusty نوشته است:شاید بهتر باشه اصل هم وردایی رو مورد بررسی قرار بدیم،
منظور از قانون فیزیکی چیه؟!

من هم با شما موافقم.
من دقیقاً نمی فهمم فرمالیسم ریاضی اصل اول نسبیت چیه!
در واقع مشکل من با بی فرمی خود قانون هست.

قانون در فیزیک یعنی چه؟
فرمالیسم ریاضی قانون دقیقاً چی هست.

آیا قانون یک تابع هست؟
آیا مجموعه (کلاس هم ارزی) از تابع هاست؟ (تحت رابطه ای!)
آیا مجموعه ی کلاس های هم ارزی از کلاس های هم ارزی تابع هاست؟

به نظر من اگر بدونیم قانون چی هست، ناوردایی رو هم می تونیم شکل بدیم.
یک روز پادشاهی بهتر از چهل سال بندگی است
 
سپـاس : 610

ارسـال : 495


نام نویسی: 91/4/15

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی paradoxy در سه شنبه 14 آذر 1396 - 12:36

بعد از چند سال به لطف فردی با سواد تونستم حل این پارادوکس رو که اصل هم ارزی رو بهم میزنه پیدا کنم، این جا رو می تونید مطالعه کنید:

https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0006037.pdf
Consider All Possibilities, Or Forget To Find Reality
 
سپـاس : 653

ارسـال : 1339


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 12 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی nimafat در سه شنبه 14 آذر 1396 - 15:40

paradoxy نوشته است:بعد از چند سال به لطف فردی با سواد تونستم حل این پارادوکس رو که اصل هم ارزی رو بهم میزنه پیدا کنم، این جا رو می تونید مطالعه کنید:

https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0006037.pdf



خرمي همونه كه به راهنماييش پارادكس دو بعدي محمد رو حل كرديم، واقعا باسواده، تو دانشگاه الزهرا درس ميده.نابغست
 
سپـاس : 61

ارسـال : 128


نام: Nima
نام نویسی: 94/5/28

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی M_J1364@yahoo.com در سه شنبه 14 آذر 1396 - 22:08

nimafat نوشته است:خرمي همونه كه به راهنماييش پارادكس دو بعدي محمد رو حل كرديم، واقعا باسواده، تو دانشگاه الزهرا درس ميده.نابغست

نیما من نمی دونم تو کِی می خوای دست از این بزرگنماییات برداری؟ صد بار خودت به من گفتی این خرمی پارادوکسو اشتباه حل کرده بود و بعد میای اینجا طوری از این آدم حرف می زنی که اگه کسی ندونه فکر می کنه خرمی انیشتینه دومه. آقای عزیز اینجور حرف زدن باعث میشه که چارتا دانشجو مثل داوودو ماجدو امثالهم به نوعی گمراه بشن و نتونن با این پیش فرضایی که امثال جنابالی توی ذهنشون کاشتین، به عمق حقیقت پی ببرن. اگه خرمی راهنماییه دُرست بلد بود از همون اول [که به من جواب پارادوکسو ایمیل زد] پارادوکسو درست حل می کرد نه اینکه بعد از چندین دقیقه بحثو مشاجره ی حضوری با جنابالی تازه بخواد برای حل پارادوکس راهنماییتون کنه. حتی اگه راهنمایی هم کرده باشه در بهترین حالت اینه که آقا جان برای حل مسئله باید دو تا "بوستِ" متوالی زد که این هم هر معلمه دیگه ای می تونه بگه چون برای افرادی که صرفاً حل مکانیکی رو بدون شهود بلدن، تنها راه ممکن استفاده از دو تبدیل متوالیه لورنتسه. اگه راهنماییش واقعاً کلیدی بود که جنابالی یه ماه دیوانه وار برای حل پارادوکس تلاش نمی کردی.

paradoxy نوشته است:بعد از چند سال به لطف فردی با سواد تونستم حل این پارادوکس رو که اصل هم ارزی رو بهم میزنه پیدا کنم، این جا رو می تونید مطالعه کنید:

https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0006037.pdf

آقای داوود خان! شما یا نیما ریاضی تانسوری بلدین که حالا برای این مقاله بَه به چَه چه می کنین؟
یه اسم .Found. Phys. Lett اون بالای مقاله دیدین و فکر کردین که دیگه همه چی تمومه و کاره شریعتی و خرمی دُرسته؟ اینا این مقاله رو بیست سال پیش نوشتن پس چرا تا حالا توی ویکی پدیا درباره ی همین موضوع ارجاعی به مقاله ی اینا نشده؟ در حالی که از یه مقاله ی 2006 یاد شده:

آقای داوود خان حالا برو این مقاله که تنها یه سال بعد از مقاله ی این دو نفر، توی همون مجله چاپ شده رو بده به همون فرد باسوادی که راهنماییت کرده و ازش بخواه بهت بگه کدوم دُرست تره! من وقت ندارم مقاله ها رو بخونم، ریاضی تانسوریم بلد نیستم ولی ظاهراً نویسنده ی مقاله ی دوم، کاره شریعتی و خرمی رو رد کرده:

صفحه ی 29 مقاله رو بخون:

It is not clear whether Shariati and Khorrami recognize this assumption; if they do, evidently they disagree that it is unlikely. Thus mathematically, the issue reduces to a question of definition.

*****

Shariati and Khorrami [21] also maintain that
...in a static spacetime,..., a freely falling charge do[es] not radiate, in the sense that no extra force is needed to maintain [its] world-line the same as that of a neutral particle.”This is an issue not addressed in the present work, but those interested in the analysis of Shariati and Khorrami should be aware that it may be inconsistent with the DeWitt/Brehme/Hobbs (DBH) equation. The DBH equation is a generalization of the Lorentz-Dirac equation to arbitrary spacetimes.

*****

Shariati and Khorrami assume without proof a different equation of motion [their equation (20)] for charged particles.

بعدش تازه باید بری ببینی شریعتی و خرمی به این مقاله جوابی دادن یا نه!
در فکر رو و کم گو، چون عقل عجول ای جان........... هرگز... مَبَرد... پی بر.. اسرار.. شکیبایی
اندرزِ جوانشیری.. خوش.. بشنو و محرم شو........... باشد که ببینی خود، آن چهره ی حورایی
نماد کاربر
 
سپـاس : 390

ارسـال : 1055


نام: محمد جوانشیری
سن: 31 سال
شهر: تهران
نام نویسی: 90/9/24

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی paradoxy در سه شنبه 14 آذر 1396 - 23:22

بهرحال منظور من از شخص با سواد نه از نویسنده مقاله بلکه فردی که اون مقاله رو به من دادش بودش. خوندم ویکی پدیا و اون بخش مقاله رو، راه حل روهرلیچ هم جالب و دقیق تر به نظر می رسید که مستقیم با کارکردن روی متریک رینلدر فهمیده بود این امواج الکترومغناطیسی توسط ناظری که همراه با الکترون در حال سقوط هستند به خاطر افق رویداد دریافت نمیشن و ناظر روی زمین این امواج رو دریافت میکنه. مقاله شریعتی هم ازین جهت جالب بودش که نشون داده بود برای دریافت امواج الکترومغناطیسی به ناچار آنتن نیاز هست و آنتن هم با یه بار تعامل پیدا میکنه حالا اون بار هرجور که میخواد حرکت کنه بنابرین ناظر روی زمین ازین جهت امواج دریافت میکنه که آنتن گذاشته.
Consider All Possibilities, Or Forget To Find Reality
 
سپـاس : 653

ارسـال : 1339


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 12 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی assarzadeh در چهارشنبه 15 آذر 1396 - 19:48

سلام جناب dusty
من وقت نکردم همه نظرات دوستان رو بخونم. اما فکر کنم جواب سؤالتون این باشه که: ذره باردار هیچ تابشی نمیکنه.
ببینید؛ به نظر من این جمله که «ذره باردار شتابدار از خودش تابش الکترومغناطیس گسیل میکنه» وقتی درسته که از قول یه ناظر لخت (یا ناظری که در یک میدان گرانشی یکنواخت در حال سقوط آزاد باشه) بیان شده باشه. اما در مثال شما ناظر "ب" نظاره گر شتاب ذره بارداره و این ناظر یک میدان گرانشی رو در اطراف خودش احساس میکنه. پس ناظر "ب" نمیتونه لخت باشه و بنابراین جمله فوق در مورد این ناظر در حالت کلی صدق نمیکنه. اگه این ناظر موفق به اندازه گیری مقدار شتاب گرانشی اطراف خودش بشه و به این نتیجه برسه که ذره باردار دقیقاً مطابق با این شتاب در حرکته، میتونه نتیجه بگیره که این ذره تابش نمیکنه؛ اما اگه متوجه بشه شتاب حرکت این ذره از شتاب گرانشی تبعیت نمیکنه، اونوقت میتونه نتیجه بگیره که ذره در حال تابشه و در این حالت، ذره مذکور، دیگه نسبت به ناظر "الف" ساکن نخواهد بود و شتابی به این ذره نسبت خواهد داد.
واپسین ویرایش بدست assarzadeh در پنجشنبه 16 آذر 1396 - 13:40, رویهم 1 بار.
نماد کاربر
 
سپـاس : 30

ارسـال : 50


نام: امیر عصارزاده
سن: 29 سال
نام نویسی: 93/10/12

مرد

Re: [پارادوکس] ذره باردار در میدان گرانشی یکنواخت

نوشتهاز سوی paradoxy در چهارشنبه 15 آذر 1396 - 20:34

بله اما ظاهرا وقتی وارد ریاضیات نسبیت عام میشیم و عدم لختی ناظر روی سطح زمین رو در نظر میگیریم، بازم از دید این ناظر باید تابش دیده بشه. (ویکی پدیا) ازین بگذریم شما فرض کنید ذره باردار مستقیما روی یکی قطبین زمین در حل فرود اومدن هست. یک ناظر دیگه هم بر روی خط استوا داره فرود میاد. هردوی این ناظرا لختن و البته پر بدیهیه که اینا اندازه شتاب ویژه یکسانی دارند اما به علت زاویه ای که ناظر ها باهم میسازن، شتاب ذره خنثی نمیشه از دید ناظری که داره فرود میاد روی خط استوا. پس از دید این ناظر باید تابش الکترومغناطیسی باشه
Consider All Possibilities, Or Forget To Find Reality
 
سپـاس : 653

ارسـال : 1339


نام: داود حاجي تقي تهراني
سن: 12 سال
نام نویسی: 93/10/22

ذکر نشده


بازگشت به نسبیت

چه کسی هم اکنون اینجاست ؟

کاربرانی که در این تالار هستند: بدون کاربران عضو شده و 7 مهمان