התרחבות היקום

new user

New member
התרחבות היקום

שלום :) רציתי לדעת אם מישהו יכול לענות לי על שאלה שנוגעת להתרחבות היקום. כדור הארץ נע במהירויות די גבוהות גם סביב עצמו וגם סביב השמש אבל אנחנו לא מרגישים את זה כי המהירות שלו קבועה. אבל נמצא גם שהיקום מתפשט והוא עושה את זה בתאוצה. אם הוא מאיץ איך זה שאנחנו לא מרגישים את זה. תודה מראש, רן.
 

Shukikor

New member
יחסיות,זה כל העניין..

כדור הארץ נע אומנם במהירות רדיאלית קבועה אבל מהירות זו היא רק נגזרת של מהירות הנפילה שלו לעבר השמש הנובעת מן המשיכה בין שני הגופים ופרופורציונית למכפלת המאסות חלקי ריבוע המרחק. כוח זה יוצר תאוצה של כדור הארץ לעבר השמש וכנ"ל התרחבות היקום גורמת לתאוצה כפי שציינת. העובדה שאתה לא מרגיש את התאוצות היא כיוון שאתה צופה "יחסי" הנמצא על מערכת כדור הארץ הנופלת נפילה חופשית ומושפעת מסך כל התאוצות המופעלות על כדור הארץ. ניוטון הבהיר זאת באנלוגיה של אדם הנמצא בחללית הנופלת נפילה חופשית אל כדור הארץ.האסטרונאוט אינו חש שמופעל עליו כח שכן הוא מהווה חלק מאותה מערכת אינרציאלית ולכן,בהשוואה לחללית אין לו כל תאוצה יחסית. צופה על מערכת אינרציאלית אחרת,מחוץ למערכת השמש,יראה שאתה מאיץ כלפי השמש.לעומת זאת,כיוון שגם הוא נמצא במערכת היקום,וגם הוא מושפע מתאוצת "ההתרחבות" גם הוא לא יבחין בתאוצה שלך הנגרמת מתופעה זו. מקווה שהצלחתי לשפוך קצת אור...:) שוקי.
 

new user

New member
לא כל כך ברור...

כשאתה מדבר על "תאוצה לעבר השמש" אני מניח שאתה בסופו של דבר מתכוון לכח הצנטריפיטלי, אבל אני לא כל כך מבין את הקשר לתאוצה של היקום. ומדוע חללית שנופלת נפילה חופשית לעבר כדור הארץ לא חשה בזה?, מה ההבדל בין חללית בחלל שנמשכת ע"י כח המשיכה ומכונית שנמשכת ע"י מנוע ומאיצה מ 0 ל 60? שוב תודה, רן.
 

Shukikor

New member
לשאלותיך

על כדור הארץ פועלים כוחות רבים.ביניהם כוח המשיכה שמפעילה עליו השמש,הירח וגורמי כבידה אחרים. כדור הארץ מושפע גם מהתאוצה בה משתפשט היקום ולתנועתו יהיה רכיב תאוצה מסויים הנובע מהתפשטות זו. כתוצאה משקול הכוחות האלה על פי F=MA לכדור הארץ יש תאוצה מסויימת.כיוון שהמשיכה של השמש היא גדולה מאוד,יפנה שקול הכוחות לעבר השמש ולא,לדוגמא, לעבר הירח. צופה שישב על השמש,בהנחה שהוא עשוי מחומרים עמידים לחום...:) יבחין שכדור הארץ נע לעבר השמש בתאוצה ובכוון מסוימים.אם תשאל אותו האם הוא מבחין ברכיב התאוצה הנובעת מהתפשטות היקום הוא יגיד שלא ! מדוע ? מכיוון שגם השמש מאיצה עם אותו רכיב התאוצה של ההתפשטות והוא נמצא עליה.התאוצה שהוא ימדוד,תביא אותו למסקנה שעל כדור הארץ מופעל שקול כוחות השווה ,באמת ,לכח הצנטריפטלי וגורם לארץ להסתובב בתנועה אליפטית סביב השמש. אתה ,היושב על כדור הארץ,רואה שאתה מאיץ לכיוון השמש אבל גם אתה לא תוכל להבחין ברכיב הנובע מהתפשטות היקום כי השמש מאיצה,כתוצאה מהתפשטות זו,בדיוק באותו קצב.גם אתה,בחישוביך,תגיע למסקנה ששקול הכוחות הפועל עליך הוא רק זה היוצר את התנועה האליפטית ולא תבחין שאתה גם נע בוקטור ממרכז היקום החוצה,אל שולי היקום. ניתן להמשיל את זה לשתי רכבות.האחת נעה ומאיצה בכוון X בלבד ובתאוצה A.הרכבת השניה נעה בכוון אחר שיש לו רכיב לציר X עם אותה תאוצה A ורכיב לכוון Y עם תאוצה B. נוסע היושב ברכבת הראשונה לא יבחין בתאוצת הרכבת השנייה בכוון X אלא רק בתאוצה בכוון Y.האם זה אומר שהרכבת לא מאיצה בכוון X ? עבור הנוסע ברכבת הראשונה אין תאוצה כזו אבל עבור אדם העומד על הפסים בוודאי ובוודאי. הנסויים היחידים המסוגלים לעמוד על תופעה זו הם באמצעות שינויי הספקטרום של קרני האור,כיוון שמהירותו קבועה לכל מערכת יחוס. לגבי החללית.אם ראית סרטים של אסטרונאווטים הנמצאים בחללית המקיפה את כדור הארץ הבחנת בוודאי שהם אינם מבחינים בכח כבידה.הם ממש מרחפים. איך ייתכן הדבר ? הלא מופעל עליהם כח הכבידה של כדור הארץ ! עובדה שהם מקיפים את כדור הארץ ממש כמו הירח בשקול כוחות צנטריפטלי. הסיבה לכך היא,שגם הם וגם החללית נעים באותה תאוצה ובאותו כיוון.לכן,יחסית לחללית,הם נמצאים במהירות ובתאוצה השוות לאפס.בדיוק אותו חוק תוכל להחיל לגבי תאוצת ההתפשטות. במה שונה המכונית והנוסע בה לאותה תחנת חלל ? בחלל,מופעל הן על החללית והן על האסטרונאווט כח חיצוני שהוא משיכת כדור הארץ.כוח זה הוא מיוחד במינו בכך שלא משנה מה מאסת הגוף עליה הווא מופעל.במידה ומדובר באותו מרחק ממרכז כדור הארץ,מהירות כל הגופים תהייה שווה. לעומת זאת במכונית,מופעל על המכונית,בלבד, כוח F של המנוע.כתוצאה מכך מפתחת המכונית תאוצה השקולה למשקלה+משקלך. כיוון שעליך לא מופעל כל כוח,הגוף שלך "רוצה" להישאר במנוחה.אבל כיוון שהמכונית מאיצה,היא מהירה ממך ודוחפת אותך,על ידי המושב ,קדימה.ככל שהמכונית הולכת ומאיצה,הגוף שלך שואף להמשיך לנוע במהירות הקבועה האחרונה שהוקנתה לו ואילו המושב ממשיך להאיץ והפרש המהירויות הרגעי מורגש היטב על גופך בשל הפרשי התנע. אם נחוצה המחשה נוספת.נניח שאתה עומד על סקטים חסרי חיכוך לחלוטין על ריצפה של קרון המתחיל להאיץ. הקרון יתחיל להתקדם ואילו אתה תשאר עומד באותו מקום,יחסית לרציף,כיוון שאתה לא מחובר לקרון ולא מופעל עליך כל כח.רק כאשר תתנגש בקיר האחורי של הקרון,אתה תהדף קדימה ותתחיל לנוע במהירות הרכבת. לעומת זאת,אם היו שמים כוח חיצוני,כמו מגנט ענק,שמפעיל עליך ועל הרכבת כח שהיה גורם לתאוצה שווה ,ובאותו כוון, לך ולרכבת ,לא היית מרגיש כל שינוי יחסית לקרון כי היית נשאר לעמוד באותו מקום על ריצפתו.לעומת זאת,היית מתקדם באותה תאוצה ובאותה מהירות כמו הרכבת יחסית לאדם העומד על הרציף. כיוון שאתה מתעניין,אני ממליץ לך לקרוא ספרים העוסקים בתורת היחסות.יש כיום הרבה ספרות פופולארית בתחום זה ותוכל להעמיק בתחום. שוקי.
 
למעלה