如何解释宇宙膨胀和惯性参考系引起的视加速度

2021-02-28 18:16

在牛顿物理学中,当A观测到作用在B上的净力时,A物体精确地观测到B物体的加速度。我们应该如何理解在观测到的宇宙膨胀下的视加速度?它能归因于一种力量吗?这是

解答动态

  • 两个球形物体A和B在空旷的空间中静止,它们之间的净力(引力和电磁力)是精确的零。
    Dale的回答似乎表明,这在广义相对论中是不可能的,因为引力不是一种力,但我认为这是错误的,或者至少是误导性的。
    如果宇宙常数为零,则有一系列精确的GR解,描述相对静止的黑洞,它们的电荷和质量成比例,因此它们之间没有净相对力。没有理由(我认为)你不能用普通物质的团块来代替黑洞。
    如果宇宙学常数是正的,那么除了通常的吸引力之外,还有一个与r$成比例的有效排斥力(不是1美元/r^2$)。原则上可以通过减少物体上的电荷来解决这个问题,尽管在实践中并不现实,因为这将是一个不稳定的平衡。我将假设这个答案的其余部分是可能的。
    经过一段时间后,两个物体之间的空间被测量为已经扩展了。
    不,它不会扩展。这是关键的误解。我们构造这个系统是静态的,它是静态的。物体之间的距离不会随着时间的推移而改变。
    宇宙膨胀的唯一原因是(由于未知的原因,可能与膨胀有关)它在过去是膨胀的,它的密度不足以让重力停止并扭转向外的惯性。近年来,由于宇宙学常数产生的排斥力已经变得足够大,变得非常重要,但我们在这个系统中也反驳了这一点。没有别的东西会使物体之间的距离增加。宇宙不想膨胀。没有物理过程通过在对象之间插入空间来强制展开。我写了另一个答案,

    • 在重力不均匀的情况下,时空是弯曲的,没有整体惯性系。惯性系只覆盖小到可以忽略所有潮汐效应的区域,而局部惯性系确实存在并且易于识别。它们是参考坐标系,其中所有带有加速度计*且读数为零的物体相对于参考坐标系沿直线移动。
      与所有惯性力一样,局部重力不会被加速度计检测到,因此在局部惯性坐标系中没有重力。因此,不可能像所描述的那样平衡重力和静电力。在惯性系中,只有静电力,因此两者之间有一个真正的净力。这将导致比通常由于膨胀而产生的更大的加速度。
      在宇宙距离上时空是弯曲的,不可能使用惯性系。在非惯性系中可以写出运动方程。当你这样做,你会得到一些术语,可以解释为惯性力,有时称为虚拟力。一般来说,我们并不费心去做,只是把所谓的克里斯托夫符号归因于坐标系,而不是力。但如果需要的话,这是可以做到的,甚至爱因斯坦也至少用过一次这种方法

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