Ugrás a tartalomhoz

Fájl:Newton versus Schwarzschild trajectories.gif

Az oldal más nyelven nem érhető el.
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Newton_versus_Schwarzschild_trajectories.gif(800 × 526 képpont, fájlméret: 2,17 MB, MIME-típus: image/gif, ismétlődik, 500 képkocka, 15 s)

Megjegyzés: technikai korlátok miatt a nagy felbontású GIF képekből készített bélyegkép nem lesz animált.

Összefoglaló

Leírás
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).
Dátum
Forrás A feltöltő saját munkája - Mathematica Code
Szerző Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
Más változatok 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.

Licenc

Én, e mű szerzője a művemet az alábbi licenc alatt teszem közzé:
w:hu:Creative Commons
Nevezd meg! Így add tovább!
Ez a fájl a Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 4.0 Nemzetközi licenc alapján használható fel.
A következőket teheted a művel:
  • megoszthatod – szabadon másolhatod, terjesztheted, bemutathatod és előadhatod a művet
  • feldolgozhatod – származékos műveket hozhatsz létre
Az alábbi feltételekkel:
  • Nevezd meg! – A szerzőt megfelelően fel kell tüntetned, hivatkozást kell létrehoznod a licencre és jelezned kell, ha a művön változtatást hajtottál végre. Ezt bármilyen észszerű módon megteheted, kivéve oly módon, ami azt sugallná hogy a jogosult támogat téged vagy a felhasználásod körülményeit.
  • Így add tovább! – Ha megváltoztatod, átalakítod, feldolgozod ezt a művet, a közreműködésedet csak az eredetivel megegyező vagy hasonló licenc alatt terjesztheted.

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

Képaláírások

Adj meg egy egysoros magyarázatot arról, hogy mit mutat be ez a fájl
orbit aroud a central mass, comparison Newton vs Einstein

A fájl által ábrázolt elemek

mű tárgya

Valamilyen, Wikidata-elemmel nem rendelkező érték

21. május 2016

Fájltörténet

Kattints egy időpontra, hogy a fájl akkori állapotát láthasd.

Dátum/időBélyegképFelbontásFeltöltőMegjegyzés
aktuális2021. szeptember 30., 20:47Bélyegkép a 2021. szeptember 30., 20:47-kori változatról800 × 526 (2,17 MB)Yukterezrevert vandalism
2020. március 14., 17:03Bélyegkép a 2020. március 14., 17:03-kori változatról777 × 514 (7,97 MB)Bürgerentscheidframes reduced and slightly resized to fit 100 MP limit
2018. július 11., 21:36Bélyegkép a 2018. július 11., 21:36-kori változatról800 × 526 (2,17 MB)Yukterezchoosing dt/dτ instead of dτ/dt for the time dilation factor to fit existing conventions
2017. február 13., 10:31Bélyegkép a 2017. február 13., 10:31-kori változatról800 × 526 (2,17 MB)Yukterezreduced filesize by 1MB by reducing the colors
2017. február 13., 10:15Bélyegkép a 2017. február 13., 10:15-kori változatról800 × 526 (3,1 MB)YukterezUser created page with UploadWizard

Ezt a fájlt nem használja egyetlen lap sem.

Globális fájlhasználat

A következő wikik használják ezt a fájlt:

Metaadatok