לדלג לתוכן

טעקע:Newton versus Schwarzschild trajectories.gif

תוכן הדף אינו נתמך בשפות אחרות.
פֿון װיקיװערטערבוך

Newton_versus_Schwarzschild_trajectories.gif(800 × 526 פיקסעל, טעקע גרייס: 2.17 מ"ב, טיפ MIME: image/gif, אין א פעטליע, 500 ראָמען, 15ס)

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

די טעקע איז פֿון וויקימעדיע קאמאנס און מען מעג זי ניצן אין אנדערע פראיעקטן. די באשרייבונג פון איר טעקע באשרייבונג בלאט דארט ווערן געוויזן אונטן.

רעזומע

דעסקריפציע
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).
דאַטע
מקור אייגענע אַרבעט - Mathematica Code
שרייבער Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
אַנדערע ווערסיעס 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.

ליצענץ:

אני, בעל זכויות היוצרים על עבודה זו, מפרסם בזאת את העבודה תחת הרישיון הבא:
w:yi:Creative Commons
צושרײַבונג טיילן גלײַך
הקובץ הזה מתפרסם לפי תנאי רישיון קריאייטיב קומונז ייחוס-שיתוף זהה 4.0 בין־לאומי.
איר מעגט:
  • באַטייליקן – קאפירן, פֿאַרשפרייטן און איבערשיקן די ווערק
  • ווידערמישן – באַאַרבעטן די ווערק
אונטער די פאלגנדע תנאָים:
  • צושרײַבונג – איר מוזט צושרײַבן די ווערק אויפן שטייגער ספעציפֿירט דורכן שאַפֿער אדער ליצענץ־האַלטער (אבער נישט אין אזוינעם אופן אַז עס זעט אויס אַז זיי שטיצן אונטער אײַך אדער אײַער ניץ פון דער ווערק).
  • טיילן גלײַך – אז איר וועט ענדערן, פארוואנדלען איר צולייגן צו דער דאזיגער ווערק, טארט איר דאך נאר טיילן די ווערק אונטער דעם זעלבן אדער ענלעכן ליצענץ צו דעם.

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

בילדקעפלעך

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

פריטים שמוצגים בקובץ הזה

מוצג העברעאיש

יוצר העברעאיש

ערך כלשהו ללא פריט וויקידאטן

מחרוזת שם המחבר העברעאיש: Yukterez (Simon Tyran, Vienna)

סוג מדיה העברעאיש

image/gif

היסטאריע פֿון דער טעקע

קליקט אויף א דאטע/צײַט צו זען דאס בילד אזוי ווי עס איז דעמאלסט געווען

דאטע/צײַטגעמינערטע בילדגעמעסטןבאניצערבאמערקונג
לויפיק18:47, 30 סעפּטעמבער 2021געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 18:47, 30 סעפּטעמבער 2021‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezrevert vandalism
15:03, 14 מערץ 2020געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 15:03, 14 מערץ 2020‪514 × 777‬ (7.97 מ"ב)Bürgerentscheidframes reduced and slightly resized to fit 100 MP limit
19:36, 11 יולי 2018געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 19:36, 11 יולי 2018‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezchoosing dt/dτ instead of dτ/dt for the time dilation factor to fit existing conventions
08:31, 13 פֿעברואַר 2017געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 08:31, 13 פֿעברואַר 2017‪526 × 800‬ (2.17 מ"ב)Yukterezreduced filesize by 1MB by reducing the colors
08:15, 13 פֿעברואַר 2017געמינערטע בילד פֿאַר דער װערסיע פֿון דער דאַטע 08:15, 13 פֿעברואַר 2017‪526 × 800‬ (3.1 מ"ב)YukterezUser created page with UploadWizard

נישטא קיין בלעטער וואס ניצן די טעקע.

גלאבאלע טעקע־פארווענדונג

די פאלגנדע אנדערע וויקיס ניצן די דאזיקע טעקע:

מעטאדאטע