Aadolf kirjoitti: ↑Eilen, 07:55
QS kirjoitti: ↑2.9.2026, 19:07
ja tästä edelleen paikallinen narun jännitysvoima, joka mitataan hyvin kaukana horisontista
\(\displaystyle F_{\text{inf}} = m\alpha_{\text{inf}} = \frac{mM}{r^2} \)
Tulos on tavallaan yllättävä. Vaikka punnuksen paikallinen voima lähestyy ääretöntä, on narun toisen pään jännitysvoima äärellinen ja suhteellisen pieni.
Kai tunnistat Newtonin painovoimakaavan?
Jos painovoimakenttä on uniform, niin sitten Newtonin painovoima voidaan ilmaista siten että joka paikassa F=mg.
Toki tunnistan Newtonin painovoiman, mutta en antaisi sille kovin dramaattista tulkintaa. Kun yleistetään siten, että narun pää on äärellisellä vakioetäisyydellä \(r_0\), ja punnus on laskettu vakioetäisyydelle \(r\), niin voima on
\(\displaystyle F_{r_0} = \frac{mM}{r^2 \sqrt{1-\frac{2M}{r_0}}}\)
Tämä ei enää ole newtonilainen voima, vaikka raja arvo \(r_0 \to \infty\) onkin newtonilainen.
Kun punnuksen annetaan lähestyä tapahtumahorisonttia \(r \to 2M\), niin raja-arvot ovat
\(\displaystyle F_{r_0} \to \frac{m}{4M \sqrt{1-\frac{2M}{r_0}}}, \qquad F_{\text{inf}} \to \frac{m}{4M}\)
Tämän jälkeen naru katkeaa, ja punnus katoaa tapahtumahorisontin sisäpuolelle. SI-yksiköissä
\(\displaystyle F_{\text{inf}} \to \frac{c^4 m}{4GM}\)
Aadolf kirjoitti: ↑Eilen, 07:55
Nyt kun sovellamme ekvivalenssiperiaatetta, niin saamme että F=mg, kun raketista jonka kiihtyvyys on g "lasketaan" narun varassa punnusta joka massa on m. Siis voima on F siinä narun yläpäässä, ekvivalentisti uniformin painovoimakentän kanssa. Uniform on ilmeisesti suomeksi tasainen.
Tuo oli vähän hankalasti selitetty.
Siis ekvivalenssipriaatteen mukaan, kun laskemme punnusta kiihtyvästä raketista, niin emme voi saada tällä tavalla selville sitä, että leijuuko raketti ison kaukaisen massan painovoimakentässä, vaiko ei.
Tässä asetelmassa ekvivalenssiperiaate ei ole voimassa. Punnuksen ja narun pään avulla tehdyt kokeet eivät ole
paikallisia, ja ekvivalenssiperiaate on voimassa vain paikallisesti.
Aadolf kirjoitti: ↑Eilen, 07:55
Nythän on sitten niin että punnuksen kiihtyvyys lähenee ääretöntä, kun punnus lähestyy Rindler-horisonttia.
Schwarzschild- ja Rindler-metriikat eivät ole samat, ja ei-paikallisessa asetelmassa ne eivät ole ekvivalentit, vaikka paikallisesti fysiikan lait ovatkin samat. Mutta ihan kiinnostava kysymys, että miten asetelma käyttäytyy Rindler-metriikassa. Ehkä palataan tähän joskus.