본문으로 이동

파일:Newton versus Schwarzschild trajectories.gif

문서 내용이 다른 언어로는 지원되지 않습니다.
위키백과, 우리 모두의 백과사전.

Newton_versus_Schwarzschild_trajectories.gif(800 × 526 픽셀, 파일 크기: 2.17 MB, MIME 종류: image/gif, 반복됨, 500 프레임, 15 s)

참고: 기술적인 제한으로 인해 고해상도 GIF 그림 섬네일은 애니메이션을 지원하지 않습니다.

파일 설명

설명
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).
날짜
출처 자작 - Mathematica Code
저자 Yukterez (Simon Tyran, Vienna)
다른 버전 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.

라이선스

나는 아래 작품의 저작권자로서, 이 저작물을 다음과 같은 라이선스로 배포합니다:
w:ko:크리에이티브 커먼즈
저작자표시 동일조건변경허락
이용자는 다음의 권리를 갖습니다:
  • 공유 및 이용 – 저작물의 복제, 배포, 전시, 공연 및 공중송신
  • 재창작 – 저작물의 개작, 수정, 2차적저작물 창작
다음과 같은 조건을 따라야 합니다:
  • 저작자표시 – 적절한 저작자 표시를 제공하고, 라이센스에 대한 링크를 제공하고, 변경사항이 있는지를 표시해야 합니다. 당신은 합리적인 방식으로 표시할 수 있지만, 어떤 방식으로든 사용권 허가자가 당신 또는 당신의 사용을 지지하는 방식으로 표시할 수 없습니다.
  • 동일조건변경허락 – 만약 당신이 이 저작물을 리믹스 또는 변형하거나 이 저작물을 기반으로 제작하는 경우, 당신은 당신의 기여물을 원저작물과 동일하거나 호환 가능한 라이선스에 따라 배포하여야 합니다.

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

설명

이 파일이 나타내는 바에 대한 한 줄 설명을 추가합니다
orbit aroud a central mass, comparison Newton vs Einstein

이 파일에 묘사된 항목

다음을 묘사함

위키데이터 항목 없는 어떤 값

파일 역사

날짜/시간 링크를 클릭하면 해당 시간의 파일을 볼 수 있습니다.

날짜/시간섬네일크기사용자설명
현재2021년 10월 1일 (금) 03:472021년 10월 1일 (금) 03:47 판의 섬네일800 × 526 (2.17 MB)Yukterezrevert vandalism
2020년 3월 15일 (일) 00:032020년 3월 15일 (일) 00:03 판의 섬네일777 × 514 (7.97 MB)Bürgerentscheidframes reduced and slightly resized to fit 100 MP limit
2018년 7월 12일 (목) 04:362018년 7월 12일 (목) 04:36 판의 섬네일800 × 526 (2.17 MB)Yukterezchoosing dt/dτ instead of dτ/dt for the time dilation factor to fit existing conventions
2017년 2월 13일 (월) 17:312017년 2월 13일 (월) 17:31 판의 섬네일800 × 526 (2.17 MB)Yukterezreduced filesize by 1MB by reducing the colors
2017년 2월 13일 (월) 17:152017년 2월 13일 (월) 17:15 판의 섬네일800 × 526 (3.1 MB)YukterezUser created page with UploadWizard

이 파일을 사용하는 문서가 없습니다.

이 파일을 사용하고 있는 모든 위키의 문서 목록

다음 위키에서 이 파일을 사용하고 있습니다:

메타데이터