Posted By: Petrik (Petrik) on 'CZscience'
Title:     Re: Gravitace v prostredi
Date:      Sat May 27 20:58:30 2000

Savce, to je dost dobra otazka a clovek nad ni musi poradne myslet. Sve 
odpovedi nize verim tak na 95%, jestli je neco spatne, snad me jini opravi.

Gravitace je velmi slaba, pravdepodobnost, ze graviton interaguje s cimkoliv, 
je zanedbatelna, a proto libovolne prostredi, ktere jsme schopni vyrobit, je 
pro gravitony v podstate pruhledne a graviton jim proletne rychlosti svetla 
(ci jen o trosilililinku mensi). Predstava, ze na Zemi muzeme zkonstruovat 
material, ktery zpomali gravitony napriklad na 99.99% rychlosti svetla nebo 
jeste vyrazneji, je IMHO zcela nerealisticka.

U fotonu je situace zcela odlisna. Fotony interaguji jako blazen skoro se 
vsim, jejich zdrojem jsou naboje. Fotony jsou zpomaleny diky permitivite 
prostredi (permeabilita ma vliv mnohem mensi): hmota se polarizuje, a proto 
prichazejici elektricke pole je zeslabeno, E=D/epsilon, kde epsilon je vetsi 
nez epsilon_0 - a normalova slozka D je spojita. Takove zeslabeni je mozne 
proto, ze elektricky polarizovana hmota muze lehce generovat elektricka pole 
srovnatelna s temi prichazejicimi.

Zhruba lze treba rici, ze do jedne krychlove vlnove delky lze nacpat hromadu 
elementarnich naboju. Z druhe strany do krychlove vlnove delky gravitonu 
nelze nacpat hmotu, ktera budi srovnatelne gravitacni pole jako prichazejici 
gravitacni vlna (hmota je pro gravitaci analogii naboje). Na to bychom 
potrebovali hmotu o hustote radove Planckovy hustoty, asi 10^{95} kg/m^3, i 
rtut je 10^{91} krat lehci. 

Kdybychom meli prostredi, ktere pod vlivem gravitonu se rozkmita (podobne 
jako se rozkmita polarizacni vektor v elektromagnetickem poli) a vlny 
zpomali, jiste bychom mohli to prostredi rozkmitat podobnym zpusobem i rucne 
(mame prece jen zpusoby, jak s predmety trast ucinneji nez s pomoci 
gravitacnich vln) :-), a tudiz bychom meli byt schopni rucne generovat 
gravitacni vlny srovnatelne s temi astronomickymi. To je samozrejme nesmysl. 
Kdyby bylo tak snadne gravitacni vlny vyrabet, nemuseli bychom detektory 
gravitacnich vln mirit do kosmu. (U vln buzenych bagrem je pravda hlavni 
problem v tom, ze pri jejich mereni je tezke je rozlisit od vibraci, ktere 
bagr zpusobi prostym pusobenim na zem.) 

Uvedom si, jak je zpomaleni gravitacnich vln titerne. Gravitacni vlna je 
zpomalena jen tim, ze lehce a periodicky protahuje skrin, skrz kterou 
prochazi. Z teto lehce rozvibrovane skrine (a ted vez, ze ty vibrace jsou 
dnesnimi pristroji zcela nemeritelne, i kdyz jde o pomerne sviznou vlnu z 
obrich teles v kosmu) vychazeji take gravitacni vlny, ktere se skladaji s tou 
puvodni gravitacni vlnou, interferuji a tim pruchod zpomaluji. Ale tyhle vlny, 
generovane roztahovanim skrine o nemeritelnou vzdalenost, jsou samozrejme 
absolutne na druhou nemeritelne. Ani gravitacni vlny vznikle silenym 
roztocenim bagru na kolotoci nejsou moc dobre meritelne :-), co teprve vlny ze 
skrine, ktera se protahuje o ultramikroskopicke vzdalenosti. Proto jsou zcela 
zanedbatelne a pusobeni prichazejici gravitace neovlivnuji.
 
> Jak je to s gravitaci? Da se vymyslet prostredi, ve kterem by se gravitace 
> sirila mnohem pomaleji, nez svetlo? 

Tipuji, ze ani teoreticky. Ani v neutronove hvezde apod. neni podobna nadeje.
V tomto smyslu bychom mohli misto "rychlost svetla" rikat "rychlost 
gravitonu", protoze rychlost gravitonu je vzdy stejna v podstate i v hmotnem 
prostredi. :-) Jen by to bylo trochu neprakticke. 

> A to mi prinasi na mysl posledni otazku - je vakuum konecne, posledni, a 
> totalne prazdne prostredi, nebo je to taky "neco", kde je dana nejaka 
> rychlost svetla? A v necem prazdnejsim je vetsi...

Vakuum je plne virtualnich jevu, kdy se vytvareji a hned zase anihiluji pary 
castic a anticastic - a vubec tato myslena aktivita ve vakuu obsahuje 
informaci o hmote vsech druhu, s nimiz se lze ve vesmiru setkat. To 
samozrejme nic nemeni na tom, ze ve vakuu se svetlo pohybuje presne rychlosti 
svetla ve vakuu :-). V 19.stoleti si predstavovali, ze je ve vakuu eter, 
vseprostupujici a pruhledne prostredi, jehoz mechanicke otresy vnimame jako 
elektromagnetismus. Lorentz jako prvni vysvetlil, ze je to nesmysl a ze 
elektricky a magneticky vektor proste ve vakuu jsou, aniz bychom je 
zduvodnovali jako napeti nejake hmoty vakuum vyplnujici. Pro Einsteina byl 
tento koncepcni krok od Maxwella k Lorentzovi velmi dulezity, kdyz daval 
dohromady specialni relativitu.

Zadne prostredi, kde se cokoliv siri rychleji nez rychlosti "c", neexistuje. 
Jakekoliv sireni rychlosti vetsi nez "c" je podle teorie relativity 
ekvivalentni (z pohledu jine soustavy) okamzitemu pusobeni nebo i pusobeni 
zpet v case, a proto neni mozne. Kdybyste mohli zastrelit laserem s rychlosti 
naboju vetsi nez "c" svoji babicku, z pohledu jine vztazne soustavy byste ji 
zastrelili drive, nez porodila vasi maminku. 

Nadsvetelnou rychlosti se mohou sirit jen myslene body - napriklad kdyz 
nahnete nuz o malinky uhel alfa a seknete s nim do pripravene diry, mysleny 
bod, kde se prave nuz priblizil k dire, se muze pohybovat nadsvetelnou 
rychlosti. Nelze ale do toho pruseciku neco polozit a doufat, ze to 
roztlacime na nadsvetelnou rychlost! Take timto rezanim nelze sirit 
nadsvetelne informaci. Take v kosmologii je mozne, ze se dve vzdalene galaxie 
vzdaluji nadsvetelnou rychlosti. Ale nikdy neni mozne lokalne zjistit, ze se 
nejaka informace sirila rychleji nez "c"! 

Zdravi Lumo

Search the boards