В недавнем видео про скорость гравитации я отметил, что исследователи отмечали гипотетическое изменение скорости гравитации при прохождении через плотную материю. Тут же мы вспомнили пример про действие гравитационного поля в свинцовом колодце и решили обсудить, будет ли гравитация "меньше" в таком полностью изолированном контейнере. Настало время ответить на эти вопросы.
Уместно было бы вновь вспомнить природу гравитации, но про это на канале уже было несколько статей и даже были видео на Тубе. Поэтому сейчас не будем обращаться к спорам об истинной природе этого сложного явления. Позволим себе полагать, что гравитация - это результаты работы искажения пространства, как это обозначено в теории относительности.
При таком раскладе гравитация могла бы быть мгновенной (поскольку больше похожа на свойство, чем на взаимодействие), но тут мы выяснили, что её скорость ограничена скоростью света, а потому мы можем ожидать и дальнейшую работу правила "ничто не может превышать эту скорость света".
Специфика распространения гравитации в пространстве
Тут мы оказываемся на скользкой дорожке. С одной стороны гравитация есть результат взаимодействия пространства с массивным телом и оно появляется из-за искажения ткани пространства-времени, а с другой - она как-то распространяется сквозь само пространство-время. Потому мы и заговорили про скорость гравитации и влияние на неё среды распространения.
Здесь происходит нечто запутанное, с чем я, скажу честно, ещё и сам до конца не разобрался, но по всей логике описаний процесса мы можем выделить два основных момента:
- Существование гравитационного поля
- Гравитационные волны
Механизм распространения самой гравитации в пространстве не совсем однозначен, но всё приходит к тому, что есть гравитационное поле с некоторой напряженностью, а гравитационная волна есть распространение такой напряженности. Но это не точно.
Проблема понимания гравитационной волны
Если проанализировать причину появления гравитационной волны, то в статьях будет обозначено, что она формируется при столкновении двух массивных тел или их вращении и выглядит, как возмущение пространства-времени. Это не совсем-таки похоже на испускание гравитационной волны обычным массивным объектом.
Есть причины полагать, что гравитационная волна в понимании современной науки и обнаруженная учёными - это некоторое "вспомогательное явление" или только вершина айсберга. Что-то нашли, а что именно не ясно. Некоторые обрывки странного явления.
При этом отмечается, что гравитационная волна не может сравниваться с волной обычной и является математической конструкцией. Но при некоторой доле приближения такой вариант сравнения всё же допустим.
По всей видимости нам следует говорить о гравитационном поле. Оно обладает некоторой напряженностью, а эта напряженность отражает степень искажения пространства рядом с массивным объектом.
Это поле есть повсюду, но только рядом с массивным объектом оно имеет некоторое реальное значение. Ну а скорость воздействия гравитационного поля на объект определяется скоростью света.
Так или иначе, я полагаю, что можно рассматривать способность гравитации проходить через предметы посредством сопоставления этого понятия с поведением гравитационных волн. Даже если это какое-то дополнительное явление, связанное с кручениями объектов и их столкновениями, гравитационное поле меняется и тогда скорость волны соответствует скорости гравитации.
Впрочем, во многих определениях прямо отмечается, что гравитационная волна - это временное перемещение в гравитационном поле, появившееся в результате движения массивного тела, что и означает по сути скорость гравитации.
Взаимодействие гравитационной волны с материей
Вот только как ведут себя гравитационные волны и влияет ли тут "промежуточная материя" сказать пока никто не может. Физики разбирают этот вопрос.
Отмечается, что среда не влияет на гравитационные волны так сильно, как действует на электромагнитные. В то время как электромагнитные волны можно замедлить, взаимодействуя с электрическим полем диэлектрика, на гравитационные волны не влияют масса или плотность материала, через который они проходят.
При этом сколько я не искал в литературе описания вот этого "не влияет так сильно", я ничего не нашёл. Например, в статье "The basics of gravitational wave theory" авторов Эанна Э Фланаган и Скотт А. Хьюз (Журнал New Journal of Physics), просто сказано на 33 странице, что да, гравитационные волны так сильно не взаимодействуют со средой, как свет. И так везде. Полагаю, что тут следует влезать в ковыряние математичсеких моделей. Скорее всего в случае гравитации банально меньше факторов в расчёте, чем при световой волне.
Однако возможно, что на гравитационные волны может влиять искривление пространства-времени, вызванное присутствием материи. Это означает, что при прохождении гравитационной волны через материю ее траектория может незначительно изменяться, но она не замедляется таким же образом, как электромагнитные волны. При этом влияние вещества на гравитационные волны очень мало и может наблюдаться только в крайних случаях, например, когда волны проходят через плотный объект, такой как черная дыра. Хотя материя может влиять на траекторию гравитационных волн, она не замедляет их существенно.
Тогда что с яблоком?
Вернёмся к изначально беседе про свинцовый толстостенный ящик и яблоко внутри. Не окажется ли оно в невесомости, если поместить его в ящик?
Получается, что нет. И причин на это много:
- Сам ящик будет источником гравитации для яблока, а яблоко - для ящика.
- Отделить что именно влияет на яблоко невозможно - можно полагать, что действие гравитации внешнего поля и поля ящика суммируются по принципу суперпозиции. Но по этой логике тогда в свинцовом колодце отличалось бы ускорение свободного падения, а этого не наблюдается.
- Можно воспринимать это как взаимное искажение пространства, но тогда тоже проблематично разделить вклад ящика и планеты во влиянии на яблоко.
Следовательно, ответ на поставленный вопрос будет звучать как - толстостенный свинцовый ящик не будет экранировать яблоко от воздействия гравитации. Гравитация будет свободно проникать через объекты.
Ведь если бы это явление работало иначе, то мы могли бы построить, например, антигравитационную бетонную подушку. Если бы она сам притягивала объекты, то это влияние (исходя из известной закономерности) было бы куда меньшее, чем влияние планеты. Можно было бы строить что-то типа "шоссе для самолётов" и экономить топливо. Но здесь мы касаемся вопроса экранирования гравитации, а это уже совсем другая история.
⚠️ На всякий случай потихоньку переношу материалы с ДЗЕНа в Телеграм и делаю архив. Мало ли что...Читайте лучшие статьи с канала здесь и не забывайте подписаться!
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!