לדלג לתוכן

קובץ:Newton versus Schwarzschild trajectories.gif

תוכן הדף אינו נתמך בשפות אחרות.
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

Newton_versus_Schwarzschild_trajectories.gif(800 × 526 פיקסלים, גודל הקובץ: 2.17 מ"ב, סוג MIME‏: image/gif, בלולאה, 500 תמונות, 15 שניות)

לתשומת ליבך: בשל מגבלות טכניות, תמונות ממוזערות של תמונות GIF בעלות רזולוציה גבוהה כמו זאת לא תהיינה מונפשות.

ויקישיתוף זהו קובץ שמקורו במיזם ויקישיתוף. תיאורו בדף תיאור הקובץ המקורי (בעברית) מוצג למטה.

תקציר

תיאור
English: Comparison of a testparticle's trajectory in Newtonian and Schwarzschild spacetime in the strong gravitational field (r0=10rs=20GM/c²). The initial velocity in both cases is 126% of the circular orbital velocity. φ0 is the launching angle (0° is a horizontal shot, and 90° a radially upward shot). Since the metric is spherically symmetric the frame of reference can be rotated so that Φ is constant and the motion of the test-particle is confined to the r,θ-plane (or vice versa).
תאריך יצירה
מקור נוצר על־ידי מעלה היצירה - Mathematica Code
יוצר Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
גרסאות אחרות Kerr orbit, a=0.9

Equations of motion

Newton

In spherical coordinates and natural units of , where lengths are measured in and times in , the motion of a testparticle in the presence of a dominant mass is defined by

The initial conditions are

The overdot stands for the time-derivative. is the angular coordinate, the local elevation angle of the test particle, and it's velocity.

and , where the kinetic and potential component (all in units of ) give the total energy , and the angular momentum, which is given by (in units of ) where is the transverse and the radial velocity component, are conserved quantities.

Schwarzschild

The equations of motion [1] in Schwarzschild-coordinates are

which is except for the term identical with Newton, although the radial coordinate has a different meaning (see farther below). The time dilation is

The coordinates are differentiated by the test particle's proper time , while is the coordinate time of the bookkeeper at infinity. So the total coordinate time ellapsed between the proper time interval

is

The local velocity (relative to the main mass) and the coordinate celerity are related by

for the input and for the output of the transverse and

or the other way around for the radial component of motion.

The shapiro-delayed velocity in the bookeeper's frame of reference is

and

The initial conditions in terms of the local physical velocity are therefore

The horizontal and vertical components differ by a factor of

because additional to the gravitational time dilation there is also a radial length contraction of the same factor, which means that the physical distance between

and is not but

due to the fact that space around a mass is not euclidean, and a shell of a given diameter contains more volume when a central mass is present than in the absence of a such.

The angular momentum

in units of and the total energy as the sum of rest-, kinetic- and potential energy

in units of , where is the test particle's restmass, are the constants of motion. The components of the total energy are

for the kinetic plus for the potential energy plus , the test particle's invariant rest mass.

The equations of motion in terms of and are

or, differentiated by the coordinate time

with

where in contrast to the overdot, which stands for , the overbar denotes .

For massless particles like photons in the formula for and is replaced with and the in the equations of motion set to , with as Planck's constant and for the photon's frequency.

רישיון

אני, בעל זכויות היוצרים על עבודה זו, מפרסם בזאת את העבודה תחת הרישיון הבא:
w:he:Creative Commons
ייחוס שיתוף זהה
הקובץ הזה מתפרסם לפי תנאי רישיון קריאייטיב קומונז ייחוס-שיתוף זהה 4.0 בין־לאומי.
הנכם רשאים:
  • לשתף – להעתיק, להפיץ ולהעביר את העבודה
  • לערבב בין עבודות – להתאים את העבודה
תחת התנאים הבאים:
  • ייחוס – יש לתת ייחוס הולם, לתת קישור לרישיון, ולציין אם נעשו שינויים. אפשר לעשות את זה בכל צורה סבירה, אבל לא בשום צורה שמשתמע ממנה שמעניק הרישיון תומך בך או בשימוש שלך.
  • שיתוף זהה – אם תיצרו רמיקס, תשנו, או תבנו על החומר, חובה עליכם להפיץ את התרומות שלך לפי תנאי רישיון זהה או תואם למקור.

References

  1. Cole Miller for the Department of Astronomy, University of Maryland: ASTR 498, High Energy Astrophysics

Usage in Wikipedia Articles

en.wikipedia.org

de.wikipedia.org

ru.wikipedia.org

es.wikipedia.org

zh.wikipedia.org

כיתובים

נא להוסיף משפט שמסביר מה הקובץ מייצג
orbit aroud a central mass, comparison Newton vs Einstein

פריטים שמוצגים בקובץ הזה

מוצג

היסטוריית הקובץ

ניתן ללחוץ על תאריך/שעה כדי לראות את הקובץ כפי שנראה באותו זמן.

תאריך/שעהתמונה ממוזערתממדיםמשתמשהערה
נוכחית21:47, 30 בספטמבר 2021תמונה ממוזערת לגרסה מ־21:47, 30 בספטמבר 2021‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezrevert vandalism
18:03, 14 במרץ 2020תמונה ממוזערת לגרסה מ־18:03, 14 במרץ 2020‪514 × 777‬ (7.97 מ"ב)Bürgerentscheidframes reduced and slightly resized to fit 100 MP limit
22:36, 11 ביולי 2018תמונה ממוזערת לגרסה מ־22:36, 11 ביולי 2018‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezchoosing dt/dτ instead of dτ/dt for the time dilation factor to fit existing conventions
11:31, 13 בפברואר 2017תמונה ממוזערת לגרסה מ־11:31, 13 בפברואר 2017‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezreduced filesize by 1MB by reducing the colors
11:15, 13 בפברואר 2017תמונה ממוזערת לגרסה מ־11:15, 13 בפברואר 2017‪526 × 800‬ (3.1 מ"ב)YukterezUser created page with UploadWizard

אין בוויקיפדיה דפים המשתמשים בקובץ זה.

שימוש גלובלי בקובץ

אתרי הוויקי השונים הבאים משתמשים בקובץ זה:

מטא־נתונים