V analýze pohybu častíc vstupujúcich do čiernej diery, ktorú v marci publikoval Nikodim Poplavsky z Indiana University v Bloomingtone, sa ukázalo, že vo vnútri každej čiernej diery môže byť iný vesmír. "Možno sú obrovské čierne diery v strede Mliečnej dráhy a iných galaxií 'mosty' medzi rôznymi vesmírmi," hovorí Poplavsky. Ak je to pravda a je to veľké ak, nič nevylučuje možnosť, že aj náš vesmír je vo vnútri čiernej diery.
V Einsteinovej všeobecnej teórii relativity (GTR) sú vnútro čiernych dier oblasti, kde hustota hmoty dosahuje nekonečno. Či už je singularita skutočným bodom nekonečnej hustoty alebo jednoducho matematickou nejednoznačnosťou všeobecnej teórie relativity, Einsteinove rovnice sa „zrútia“ vo vnútri čiernej diery. V každom prípade upravená verzia Einsteinových rovníc, ktorú používa Poplavsky, úplne eliminuje singularitu.
Pre svoju analýzu sa Poplavsky obrátil na verziu Einsteinovej Cartan-Keble-Sciamovej (KKS) teórie gravitácie. Na rozdiel od Einsteinových rovníc berie teória gravitácie QCS do úvahy rotáciu alebo moment hybnosti elementárnych častíc. Ak vezmeme do úvahy rotáciu, je možné vypočítať časopriestorovú geometriu čiernej diery.
Keď hustota hmoty dosiahne vo vnútri čiernej diery gigantické rozmery (viac ako 1050 kilogramov na meter kubický), krútenie sa prejaví ako sila ekvivalentná gravitácii. To zabraňuje otázkam o neurčitých časoch kompresie na dosiahnutie nekonečnej hustoty. Namiesto toho, hovorí Poplavsky, sa hmota reorganizuje a začína sa znova rozširovať.
Poplavsky aplikoval tieto myšlienky na model správania sa časopriestoru vo vnútri čiernej diery. Scenár pripomína to, čo sa stane, keď stlačíte pružinu: Poplavsky vypočítal, že spočiatku gravitácia prekoná odpudivé a torzné sily a udrží hmotu stlačenú, ale nakoniec sa odpudivá sila stane takou silnou, že hmota sa prestane stláčať a sama sa reorganizuje. Poplavského výpočty ukazujú, že časopriestor vo vnútri čiernej diery sa zväčší na približne 1,4-násobok svojej najmenšej veľkosti len za 10 až 46 sekúnd.
Tento úžasne rýchly návrat, hovorí Poplavsky, môže byť to, čo viedlo k rozpínavému vesmíru, ktorý dnes vidíme.
Ako vieme, že žijeme vo vnútri čiernej diery? No, rotujúca čierna diera by dala nejaký rotáciu časopriestoru vo vnútri, a to by sa ukázalo ako "preferovaný smer" v našom vesmíre, hovorí Poplavsky. Tento preferovaný smer by porušil vlastnosť časopriestoru nazývanú Lorentzova symetria, ktorá spája priestor a čas. Bolo navrhnuté, že takéto poruchy môžu byť spôsobené pozorovanými osciláciami neutrín z jedného typu na druhý.
Žiaľ, nemá pre nás zmysel hľadať iné svety vo vnútri čiernych dier. Keď sa priblížite k čiernej diere, nárast gravitačného poľa spôsobí, že čas bude stále pomalší. Pre vonkajšieho pozorovateľa sa teda akýkoľvek nový vesmír vo vnútri objaví až po uplynutí nekonečného množstva času.
Nový model vesmíru nám umožňuje zaobísť sa bez kvantovej singularity a kozmologickej inflácie.
Hlavná otázka kozmológie sa dá formulovať doslovne tromi slovami: odkiaľ sa vzal vesmír? Na štandardnú odpoveď stačia dve: z kvantovej singularity. Tak sa nazýva zvláštny stav hmoty, kde nie je priestor ani čas a neplatia známe fyzikálne zákony. Všeobecne sa uznáva, že sa ukázalo, že je nestabilný a viedol k vzniku trojrozmerného priestoru naplneného kvantovými poľami a nimi generovanými časticami. Tento výstup zo singularity sa nazýva Veľký tresk a považuje sa za začiatok veku vesmíru.
Nikto v skutočnosti nevie, čo je táto singularita. Ak „prehráme“ kozmologické rovnice späť v čase do nulového bodu, hustota energie a teplota sa dostanú do nekonečna a stratia svoj fyzikálny význam. Singularita sa zvyčajne opisuje ako chaotická kvantová fluktuácia vo vákuu, ktorá umožnila gravitáciu a iné fyzikálne polia. Teoretici vynaložili veľa úsilia na to, aby sa pokúsili presne pochopiť, ako by sa to mohlo stať, no zatiaľ bez väčšieho úspechu.
Nie výbuch, ale kolaps
Niektoré kozmologické modely sú úplne bez singularity, ale sú v menšine. Nedávno však traja kanadskí vedci prišli s veľmi zaujímavým modelom Veľkého tresku, ktorý nevyžaduje hypotézu kvantového chaosu. Profesor fyziky a astronómie z University of Waterloo Robert Mann a jeho kolegovia pripúšťajú, že náš vesmír sa mohol objaviť ako vedľajší produkt gravitačnej kontrakcie kozmickej hmoty, ktorá sa skončila zrodom čiernej diery. Ich kľúčovou myšlienkou je, že táto hmota existovala v priestore s nie tromi, ale štyrmi dimenziami. Novorodenecká diera, opäť štvorrozmerná, sa obklopila trojrozmernou škrupinou, ktorá sa stala zárodkom vesmíru. Zo štvorrozmernosti svojej matky si požičala nielen gravitáciu, ale aj iné polia a častice, ktoré nadobudli nezávislý trojrozmerný život. Náš svet teda nevznikol z Veľkého tresku, ale z jeho opaku, Veľkého kolapsu!
Odkiaľ sa vzala táto škrupina? „Obyčajnú“ čiernu dieru obklopuje uzavretý dvojrozmerný povrch, horizont udalostí. Častica, ktorá spadne do horizontu, sa už nebude môcť vrátiť a ani fotóny spod horizontu neprekonajú túto nepreniknuteľnú bariéru. Ak je diera nehybná, horizont je sférický, ale v prípade rotujúcich otvorov je táto guľa na póloch sploštená. Keďže horizont má nulovú hrúbku, prirodzene sa v ňom nenachádza žiadna hmota. Ale toto je v trojrozmernom priestore. Štvorrozmerná diera má tiež horizont udalostí, ktorého rozmer je o jeden menší ako jeho vlastný. Preto je jeho horizontom trojrozmerný priestor. Podľa hypotézy kanadských fyzikov by z nej mohol vzniknúť náš Vesmír.
Profesor na University of Waterloo (Kanada):
„Rovnice všeobecnej relativity majú zmysel pre priestory s ľubovoľne veľkým počtom rozmerov a vo všetkých prípadoch majú riešenia vedúce k vzniku singularít. Z toho vyplýva, že ak hustota hmoty v uzavretej štvorrozmernej oblasti prekročí určitú kritickú hranicu, zrúti sa a vytvorí sa čierna diera. Fyzikálne vlastnosti takejto látky by mali byť veľmi odlišné od tých, ktoré pozorujeme v našom svete. Je však celkom logické predpokladať, že v tomto svete bude dominovať gravitácia: ak častice hmoty štvorrozmerného sveta deformujú časopriestor v súlade s rovnicami všeobecnej relativity, navzájom sa priťahujú a dávajú vznik čiernej farbe. diery.”
Čo sa týka štvorrozmerného priestoru, uzamknutého vo vnútri horizontu čiernej diery, táto trojrozmerná oblasť bude jediným svetom úplne odrezaným od štvorrozmerného prostredia. Dá sa predpokladať, že hmota vtiahnutá do horizontu sa bude správať podľa všetkých zákonov troch rozmerov. Nový model odstraňuje bežnú kozmologickú inflačnú hypotézu navrhnutú začiatkom 80. rokov minulého storočia, ktorá stále čelí vážnym nevyriešeným problémom. Nejasná je najmä povaha fyzického poľa, ktoré malo spustiť zrýchľujúcu sa expanziu novonarodeného vesmíru.
Odskok sveta
Ak však ignorujeme kvantové efekty, horizont trojrozmernej diery je stabilný, zatiaľ čo náš vesmír sa rozširuje. Mannov model to tiež vysvetľuje: „Gravitačný kolaps v štvorrozmernom priestore nielenže povedie k vzniku čiernej diery, ale spôsobí, že hmota, ktorá do nej nespadla, sa „odrazí“ a rozptýli sa všetkými smermi. Niečo podobné sa deje pri výbuchoch supernov, ktoré rozmetajú svoje škrupiny po okolitom priestore. Výpočty ukazujú, že táto hmota môže okolo horizontu vytvoriť trojrozmernú vrstvu, ktorá sa bude rozširovať a ťahať so sebou aj samotný horizont. V dôsledku toho vznikne jediný rozširujúci sa priestor nášho vesmíru. Model je možné upraviť tak, že predpovedá zrýchlenie tejto expanzie, ktorú štandardná kozmológia vysvetľuje pomocou temnej energie.“
Nový model umožňuje experimentálne testovanie. Gravitačný vplyv štyroch dimenzií na náš Vesmír by mal spôsobiť určité výkyvy v kozmickom mikrovlnnom žiarení pozadia, ktorého spektrum sa dá predpovedať.
Fyzici naznačujú, že náš vesmír existuje vo vnútri čiernej diery 21. novembra 2014
O niečom takomto sme diskutovali. A teraz sa ukazuje, že sa objavila teória, podľa ktorej sa uvádza, že náš Vesmír existuje vo vnútri čiernej diery
Táto zvláštna teória, na ktorej fyzici pracujú už desaťročia, môže objasniť mnohé otázky, na ktoré slávna teória veľkého tresku nevie odpovedať.
Podľa teórie veľkého tresku bol vesmír predtým, ako sa začal rozpínať, v singulárnom stave – to znamená, že v nekonečne malom bode vo vesmíre bola obsiahnutá nekonečne malá koncentrácia hmoty. Táto teória pomáha napríklad vysvetliť, prečo sa neuveriteľne hustá hmota raného vesmíru začala rozširovať vesmírom obrovskou rýchlosťou a vytvárala nebeské telesá, galaxie a zhluky galaxií.
Zároveň však ponecháva veľké množstvo dôležitých otázok nezodpovedaných. Čo spustilo samotný Veľký tresk?
Čo je zdrojom tajomnej temnej hmoty?
Odpovede na tieto a mnohé ďalšie otázky môže poskytnúť teória, že náš vesmír je vo vnútri čiernej diery. A okrem toho spája princípy dvoch ústredných teórií modernej fyziky: všeobecnej teórie relativity a kvantovej mechaniky.
Všeobecná relativita popisuje vesmír v najväčších mierkach a vysvetľuje, ako gravitačné polia masívnych objektov ako Slnko ohýbajú časopriestor. A kvantová mechanika opisuje vesmír v najmenších mierkach - na úrovni atómov. Napríklad berie do úvahy takú dôležitú charakteristiku častíc, ako je spin (rotácia).
Ide o to, že rotácia častice interaguje s kozmickým časom a prepožičiava mu vlastnosť nazývanú „torzia“. Aby ste pochopili, čo je torzná tyč, predstavte si kozmický čas vo forme pružnej tyče. Ohnutie tyče bude symbolizovať zakrivenie kozmického času a krútenie bude symbolizovať torzu časopriestoru.
Ak je tyč veľmi tenká, môžete ju ohnúť, ale bude veľmi ťažké vidieť, či je skrútená alebo nie. Krútenie časopriestoru môže byť badateľné len v extrémnych podmienkach – v raných fázach existencie Vesmíru, alebo v čiernych dierach, kde sa prejaví ako odpudivá sila opačná než gravitačná sila príťažlivosti vychádzajúca zo zakrivenia. časopriestoru.
Ako vyplýva zo všeobecnej teórie relativity, veľmi masívne objekty končia svoju existenciu pádom do čiernych dier – oblastí vesmíru, z ktorých nemôže uniknúť nič, ani svetlo.
Na samom začiatku existencie Vesmíru gravitačná príťažlivosť spôsobená zakrivením priestoru prevýši odpudivú silu torznej tyče, v dôsledku čoho dôjde k stlačeniu hmoty. Potom však torzná tyč zosilnie a začne brániť stláčaniu hmoty do nekonečnej hustoty. A keďže energia má schopnosť premeniť sa na hmotu, extrémne vysoká úroveň gravitačnej energie v tomto stave povedie k intenzívnej tvorbe častíc, čo spôsobí nárast hmoty vo vnútri čiernej diery.
Mechanizmus krútenia teda naznačuje vývoj pozoruhodného scenára: každá čierna diera by mala v sebe vytvoriť nový vesmír.
Ak je táto teória správna, potom hmota, ktorá tvorí náš vesmír, bola tiež prinesená odniekiaľ zvonku. Potom náš
Vesmír musí byť vytvorený aj vo vnútri čiernej diery, ktorá existuje v inom vesmíre, ktorý je naším „rodičom“.
Pohyb hmoty prebieha vždy len jedným smerom, čo zabezpečuje smerovanie času, ktorý vnímame ako pohyb vpred. Časová šípka v našom vesmíre je teda tiež zdedená z „rodičovského“ vesmíru.
Tu sme sa o tom rozprávali a tu sme sa na to pozreli a dozvedeli sme sa o tom Pôvodný článok je na webe InfoGlaz.rf Odkaz na článok, z ktorého bola vytvorená táto kópia -
Materiál pripravila redakcia InoSMI špeciálne pre sekciu RIA Science >>
Michael Finkel
Vráťme hodiny späť. Pred človekom, pred Zemou, pred zapálením Slnka, pred narodením galaxií, pred zažiarením svetla, nastal „veľký tresk“. Stalo sa to pred 13,8 miliardami rokov.
Supernovy zasiali priestor ťažkými prvkami v ranom vesmíreVedci pomocou japonského röntgenového vesmírneho teleskopu Suzaku skúmali distribúciu železa v zhluku galaxií Perseus, ktorý sa nachádza 250 miliónov svetelných rokov od nás.Ale čo sa stalo predtým? Mnoho fyzikov hovorí, že „predtým“ neexistovalo. Tvrdia, že čas sa začal počítať v momente „veľkého tresku“ a veria, že všetko, čo predtým existovalo, nie je zahrnuté do rozsahu vedy. Nikdy nepochopíme, aká bola realita pred Veľkým treskom, z čoho vznikla a prečo vznikol náš Vesmír. Takéto myšlienky presahujú ľudské chápanie.
Niektorí nekonvenční vedci však nesúhlasia. Títo fyzici teoretizujú, že chvíľu pred „veľkým treskom“ bola celá hmota a energia rodiaceho sa vesmíru zhustená do jedného neuveriteľne hustého, ale konečného zrna. Nazvime to zárodkom nového vesmíru.
Veria, že semienko bolo nepredstaviteľne malé, možno biliónkrát menšie ako akákoľvek častica, ktorú by mohli ľudia pozorovať. A predsa táto častica dala vzniknúť všetkým ostatným časticiam, nehovoriac o galaxiách, slnečnej sústave, planétach a ľuďoch.
Ak naozaj chcete niečo nazvať časticou Boha, potom je toto semeno ideálne pre toto meno.
Ako teda toto semienko vzniklo? Jeden nápad predložil pred niekoľkými rokmi Nikodem Poplawski, ktorý pôsobí na University of New Haven. Je to tak, že semeno nášho vesmíru bolo vykované v prvotnej peci, ktorou sa preň stala čierna diera.
Násobenie multivesmírov
Predtým, ako pôjdeme ďalej, je dôležité pochopiť, že za posledných dvadsať rokov mnohí teoretickí fyzici nadobudli presvedčenie, že náš vesmír nie je jediný. Môžeme byť súčasťou multivesmíru, ktorý predstavuje obrovské množstvo jednotlivých vesmírov, z ktorých každý je žiariacou guľou na skutočnej nočnej oblohe.
Veľa sa polemizuje o tom, ako je jeden vesmír prepojený s druhým a či vôbec takéto prepojenie existuje. Všetky tieto spory sú však čisto špekulatívne a pravda je nepreukázateľná. Ale jedna atraktívna myšlienka je, že semienko vesmíru je ako semienko rastliny. Toto je časť základnej hmoty, pevne stlačená a ukrytá vo vnútri ochranného obalu.
To presne vysvetľuje, čo sa deje vo vnútri čiernej diery. Čierne diery sú mŕtvoly obrovských hviezd. Keď sa takejto hviezde minie palivo, jej jadro sa zrúti. Gravitačná sila ťahá všetko k sebe neuveriteľnou a stále rastúcou silou. Teploty dosahujú 100 miliárd stupňov. Atómy sa rúcajú. Elektróny sú roztrhané na kusy. A potom sa táto hmota ešte viac stiahne.
V tomto bode sa hviezda zmení na čiernu dieru. To znamená, že jej príťažlivá sila je taká obrovská, že z nej nemôže uniknúť ani lúč svetla. Hranica medzi vnútrom a vonkajškom čiernej diery sa nazýva horizont udalostí. V strede takmer každej galaxie, vrátane našej vlastnej Mliečnej dráhy, vedci objavujú kolosálne čierne diery, niekoľko miliónov krát hmotnejšie ako naše Slnko.
Otázky bez dna
Ak použijete Einsteinovu teóriu na určenie toho, čo sa deje na dne čiernej diery, môžete vypočítať bod, ktorý je nekonečne hustý a nekonečne malý. Tento hypotetický koncept sa nazýva singularita. Ale v prírode nekonečno zvyčajne neexistuje. Problém spočíva v Einsteinových teóriách, ktoré poskytujú vynikajúce výpočty pre veľkú časť vesmíru, ale rozpadajú sa tvárou v tvár neuveriteľným silám, ako sú tie vo vnútri čiernej diery alebo tie, ktoré sú prítomné pri zrode vesmíru.
Fyzici ako Dr. Poplavsky hovoria, že hmota vo vnútri čiernej diery sa skutočne dostane do bodu, kedy ju už nemožno stlačiť. Toto „semienko“ je neskutočne maličké a váži až miliarda hviezd. Ale na rozdiel od singularity je celkom reálna.
Podľa Poplavského sa proces kompresie zastaví, pretože čierne diery rotujú. Otáčajú sa veľmi rýchlo, možno dosahujú rýchlosť svetla. A toto krútenie dáva stlačenému semenu neuveriteľnú axiálnu rotáciu. Semeno nie je len malé a ťažké; je tiež skrútený a stlačený, ako pružina toho čerta v tabatierke.
Vedci prvýkrát zmerali magnetické pole čiernej diery v strede GalaxieSupermasívna čierna diera Sgr A* sa nachádza v strede našej galaxie. Predtým astronómovia objavili rádiový pulzar PSR J1745-2900 v strede našej galaxie. Žiarenie z neho vychádzajúce použili na meranie sily magnetického poľa pri čiernej diere.Inými slovami, je celkom možné, že čierna diera je tunel, „jednosmerné dvere“ medzi dvoma vesmírmi, hovorí Poplavsky. To znamená, že ak spadnete do čiernej diery v strede Mliečnej dráhy, je dosť možné, že skončíte v inom vesmíre (no, ak nie vy, tak vaše telo rozdrvené na drobné čiastočky). Tento iný vesmír nie je v našom; diera je jednoducho spojovací článok, ako spoločný koreň, z ktorého vyrastajú dva osiky.
A čo my všetci v našom vlastnom vesmíre? Môžeme byť produktom iného, staršieho vesmíru. Nazvime to náš skutočný vesmír. Toto semeno, ktoré materský vesmír vytvoril vo vnútri čiernej diery, mohlo urobiť veľký skok pred 13,8 miliardami rokov, a hoci sa náš vesmír odvtedy rýchlo rozpína, stále môžeme byť za horizontom udalostí čiernej diery.
Fedor Dergačev
Čierna diera s hmotnosťou vesmíru?
Pri porovnaní fyziky čiernych dier a procesov Veľkého tresku som mal otázku. Chcem sa na to podrobne pozrieť v jednej z nasledujúcich častí môjho nového článku. "Zem a vesmír" , ktorý začal publikovať na LiveJournal:
Časť 1
Z vyššie uvedeného porovnania vyplýva, že v prvých sekundách po Veľkom tresku bola hmota, ktorá tvorí pozorovateľnú časť Vesmíru, v podmienkach podobných tým, ktoré opisuje teória čiernych dier!
Ale nevylučujem, že som pri formulovaní otázky niečo nezohľadnil. Čakám na reakcie...
Čierne diery
„Ak sú účinky špeciálnej teórie relativity najzreteľnejšie pri vysokých rýchlostiach pohybu telies, potom všeobecná teória relativity vstupuje do hry, keď majú telesá veľmi veľké hmotnosti a spôsobujú silné zakrivenie priestoru a času.
...Objav, ktorý urobil počas prvej svetovej vojny nemecký astronóm Karl Schwarzschild, keď sa na ruskom fronte v roku 1916 medzi výpočtom trajektórií delostreleckých granátov zoznámil s Einsteinovými úspechmi v oblasti gravitácie. Je úžasné, že len pár mesiacov po tom, čo Einstein urobil posledné úpravy na plátne všeobecnej relativity, Schwarzschild dokázal použiť túto teóriu na získanie úplného a presného obrazu o tom, ako sa priestor a čas ohýbajú v blízkosti dokonale guľovej hviezdy. Schwarzschild poslal svoje výsledky z ruského frontu Einsteinovi, ktorý ich na jeho pokyn predložil Pruskej akadémii.
Okrem potvrdenia a matematicky presného výpočtu zakrivenia, ktorý sme schematicky ukázali na obr. 3.5, Schwarzschildova práca – teraz známa ako „Schwarzschildovo riešenie“ – odhalila jeden pozoruhodný dôsledok všeobecnej teórie relativity. Ukázalo sa, že ak je hmotnosť hviezdy sústredená v dostatočne malej sférickej oblasti (keď pomer hmotnosti hviezdy k jej polomeru nepresiahne určitú kritickú hodnotu), potom bude výsledné zakrivenie časopriestoru také významné, že žiadny objekt (vrátane svetla), ktorý sa dostane dostatočne blízko k hviezde, nebude schopný uniknúť z tejto gravitačnej pasce. Keďže z takýchto „stlačených hviezd“ nemôže uniknúť ani svetlo, pôvodne sa nazývali tmavé alebo zamrznuté hviezdy. (Tento názov patrí sovietskym vedcom Ya. B. Zeldovich a I. D. Novikov. - Ed.) Príťažlivejší názov navrhol po rokoch John Wheeler, ktorý ich nazval čierne diery - čierne, pretože nemôžu vyžarovať svetlo, a diery, pretože akýkoľvek predmet, ktorý sa k nim priblíži na príliš krátku vzdialenosť, sa už nikdy nevráti späť. Toto meno je pevne zavedené a zavedené. Schwarzschildovo riešenie je znázornené na obrázku. Hoci je známe, že čierne diery sú „nenásytné“, telesá, ktoré okolo nich prejdú v bezpečnej vzdialenosti, sa odklonia rovnakým spôsobom, ako by ich odchýlila obyčajná hviezda, a pokračujú v ceste. Ale telesá akejkoľvek povahy, ktoré sa priblížia príliš blízko, bližšie ako je vzdialenosť nazývaná horizont udalostí čiernej diery, sú odsúdené na zánik – budú neustále padať do stredu čiernej diery, vystavené čoraz intenzívnejším a v konečnom dôsledku ničivejším gravitačným deformáciám..
Čierna diera ohýba štruktúru okolitého časopriestoru taká silná, že akýkoľvek objekt prekračujúci svoj "horizont udalostí" - označený čiernym kruhom - nemôže uniknúť z jeho gravitačnej pasce. Nikto presne nevie, čo sa deje v hlbinách čiernych dier.
Ak napríklad plávate smerom k stredu nôh čiernej diery ako prvý, pri prekročení horizontu udalostí pocítite narastajúci pocit nepohodlia. Gravitačná sila čiernej diery sa tak výrazne zvýši, že bude ťahať vaše nohy oveľa silnejšie ako vašu hlavu (napokon, vaše nohy budú o niečo bližšie k stredu čiernej diery ako vaša hlava), a to natoľko, že dokáže rýchlo roztrhať vaše telo na kusy.
Ak ste pri cestovaní okolo čiernej diery opatrní a dávate pozor, aby ste neprekročili jej horizont udalostí, môžete pomocou čiernej diery urobiť pozoruhodný trik. Predstavte si napríklad, že objavíte čiernu dieru s hmotnosťou 1000-krát väčšou ako Slnko a zlaníte sa, práve keď George zostúpil k Slnku, do výšky 3 cm nad horizontom udalostí. Ako sme už poznamenali, gravitačné polia spôsobujú deformáciu času, čo znamená, že vaše cestovanie v čase sa spomalí. V skutočnosti, pretože čierne diery majú také silné gravitačné polia, váš čas sa veľmi spomalí. Vaše hodiny budú bežať približne desaťtisíckrát pomalšie ako hodiny vášho priateľa na Zemi. Ak sa jeden rok vznášate nad horizontom udalostí čiernej diery v tejto polohe a potom vyšplháte po kábli späť na čakajúcu vesmírnu loď v blízkosti na krátku, ale príjemnú cestu domov, po návrate zistíte, že viac ako desaťtisíc rokov uplynulo od vášho odchodu. Čiernu dieru môžete použiť ako akýsi stroj času, ktorý vám umožní cestovať do vzdialenej budúcnosti Zeme.
Aby ste získali predstavu o obrovskom rozsahu týchto javov, všimnite si, že hviezda s hmotnosťou rovnajúcou sa hmotnosti Slnka sa stane čiernou dierou, ak jej polomer nie je pozorovanou hodnotou (asi 700 000 km), ale iba asi 3 km. Predstavte si, že sa celé naše Slnko zmenšilo na veľkosť Manhattanu. Lyžička hmoty takto stlačeného Slnka by vážila toľko ako Mount Everest. Aby sa naša Zem stala čiernou dierou, musíme ju stlačiť do gule s polomerom menším ako centimeter. Fyzici boli dlho skeptickí k možnosti takýchto extrémnych stavov hmoty, mnohí z nich verili, že čierne diery sú len výplody bujnej fantázie prepracovaných teoretikov.
Za posledné desaťročie sa však nazhromaždilo pomerne veľa údajov z pozorovania, ktoré potvrdzujú existenciu čiernych dier. Samozrejme, keďže sú čierne, nemožno ich pozorovať priamo skúmaním oblohy ďalekohľadom. Namiesto toho sa astronómovia pokúšajú odhaliť čierne diery anomálnym správaním obyčajných hviezd vyžarujúcich svetlo, ktoré sa nachádzajú v blízkosti horizontov udalostí čiernej diery. Napríklad, keď sa častice prachu a plynu z vonkajších vrstiev obyčajných hviezd susediacich s čiernou dierou ponáhľajú k horizontu udalostí čiernej diery, zrýchľujú sa takmer na rýchlosť svetla. Pri takýchto rýchlostiach vedie trenie vo vírivom plyne a prachu vdychovanej látky k uvoľneniu obrovského množstva tepla, čo spôsobuje, že zmes plynu a prachu žiari a vyžaruje bežné viditeľné svetlo a röntgenové lúče. Pretože toto žiarenie vzniká mimo horizontu udalostí, môže sa vyhnúť pádu do čiernej diery. Toto žiarenie sa šíri v priestore a možno ho priamo pozorovať a študovať. Všeobecná relativita podrobne predpovedá charakteristiky takýchto röntgenových lúčov; pozorovanie týchto predpovedaných charakteristík poskytuje silný, aj keď nepriamy dôkaz o existencii čiernych dier. Napríklad pribúdajú dôkazy o tom, že v strede našej Galaxie sa nachádza veľmi masívna čierna diera s hmotnosťou dva a pol milióna násobku hmotnosti nášho Slnka. Ale aj tieto nenásytné čierne diery blednú v porovnaní s tými, o ktorých sa astronómovia domnievajú, že sa nachádzajú v centrách úžasne jasných kvazarov roztrúsených po celom vesmíre. Ide o čierne diery, ktorých hmotnosti sú miliardy krát väčšie ako hmotnosť Slnka.
Schwarzschild zomrel len pár mesiacov po tom, čo našiel svoje riešenie. Zomrel na kožnú chorobu, ktorú dostal na ruskom fronte. Mal 42 rokov. Jeho tragicky krátke stretnutie s Einsteinovou teóriou gravitácie odhalilo jednu z najpozoruhodnejších a najzáhadnejších stránok života vo vesmíre. (" ", strana 31),
„Teoretická realita nazývaná „čierna diera“, pre ktorú sa ponúka porovnanie s peklom, zostáva v podstate teoretická, hoci astronómovia vytvorili na prvý pohľad harmonický obraz fyziky čiernych dier, príčin ich vzniku a vplyv na časopriestorové kontinuum.
V podstate astronómovia nazývajú čiernu dieru nie nejakým fyzickým objektom, ale oblasťou v časopriestore, v ktorej je gravitačná príťažlivosť taká silná, že nič, dokonca ani svetlo, nemôže preniknúť von – za „horizont udalostí“.
Dominantnou teóriou je, že čierne diery vznikajú na mieste vyhorených masívnych hviezd: keď hviezda skolabuje, hustota hmoty sa zvýši tak, že gravitačná príťažlivosť v tejto oblasti začne priťahovať okolitú hmotu.". (« » ).
„Ako je známe, doteraz boli pozorovaniami zaznamenané len dva typy čiernych dier – hviezdna hmota(vznikli v dôsledku gravitačného kolapsu masívnych hviezd) a supermasív(ktoré sú podľa jednej hypotézy výsledkom zlúčenia prvého). Žiadna hypotézavznik supermasívnych čiernych dier nie je viac-menej podložený, vr.hypotéza fúzie, na preukázanie ktorej je potrebná aspoň jedna spoľahlivo známačierna diera so strednou hmotnosťou."(august 2008)
Čierne diery sú výsledkom gravitačného kolapsu masívnych hviezd. Sú dostatočne podrobne opísané vo vedeckej a populárnej literatúre.
Mechanizmom „pasce“ je zakrivenie časopriestoru pod vplyvom síl obrovskej gravitácie. "AZakrivenie časopriestoru bude také významné, že žiadny objekt (vrátane svetla), ktorý sa dostane dostatočne blízko ku hviezde, nebude schopný uniknúť z tejto gravitačnej pasce.“
Veľký tresk z pohľadu teórie „čiernych dier“
"Podľa všetkých existujúcich teórií Veľkého tresku bol vesmír na začiatku bodom v priestore nekonečne malého objemu, ktorý mal nekonečne veľkú hustotu a teplotu."(„Veľké problémy veľkého tresku. Problematická singularita“).
„Napriek veľkému úspechu nie sú obzory teórie veľkého tresku ani zďaleka bez mráčika...
Nie je jasné, prečo majú špirálové galaxie v rovnakej vzdialenosti vždy väčšie „červené posuny“ ako eliptické galaxie(podrobnejšie pozri knihu V.P. Chechev, Ya.M. Kramarovsky „Radioactivity and the Evolution of the Universe.“ M., „Nauka“, 1978).
Nakoniec sa to nedávno ukázalo rýchlosti galaxií vzhľadom na pozadie CMB veľmi malé.Sú merané nie tisíce a desaťtisíce kilometrov za sekundu, ako vyplýva z teórie rozpínajúceho sa vesmíru, alelen stovky kilometrov za sekundu . Ukazuje sa, že galaxie sú prakticky v pokoji vzhľadom na kozmické mikrovlnné pozadie vesmíru, ktoré možno z viacerých dôvodov považovať za absolútnu referenčnú sústavu galaxie.(podrobnejšie pozri knihu „Vývoj metód astronomického výskumu“ (A.A. Efimov. „Astronómia a princíp relativity“) M., „Science“, 1979, s. 545).
Ako prekonať tieto ťažkosti, je stále nejasné."(Siegel F.Yu. “The Substance of the Universe.” - M.; “Chemistry”, 1982, časť “Rodopis chemických prvkov”, kapitola “Syntéza prvkov”, str. 166-167).
Po veľkom tresku
„Veľký tresk je rýchly pokles pôvodne obrovskej hustoty, teploty a tlaku hmoty sústredenej vo veľmi malom objeme vesmíru. V počiatočnom momente mal vesmír gigantickú hustotu a teplotu. Svet mal v prvej sekunde svojej existencie hustotu ~ 10 5 g/cm 3 a teplotu 10 10 K. Aktuálna teplota nám najbližšej hviezdy, Slnka, je tisíckrát nižšia.
Na krátky čas po Veľkom tresku – len 10 – 36 sekúnd – bol malý vesmír naplnený základnými časticami. Tieto častice sú na rozdiel od nuklidov, protónov a neutrónov nedeliteľné. V skutočnosti sa z nich skladajú protóny a neutróny, základ jadrovej hmoty. Toto sú základné fermióny, ktoré sa navzájom ovplyvňujú prostredníctvom jedinej základnej interakcie v tom čase vo vývoji vesmíru. Ako k tejto interakcii došlo? Cez častice. Nazývajú sa bozóny. Sú štyri: fotón (gama kvantum), gluón a dva bozóny - W a Z. A samotné fundamentálne častice, t.j. fermióny sú šesť typov kvarkov a šesť typov leptónov.
Práve táto skupina častíc 12 fermiónov interagujúcich medzi sebou prostredníctvom 4 bozónov je v skutočnosti zárodkom vesmíru...
Medzitým sa vráťme do rozpínajúceho sa Vesmíru k prvým okamihom jeho existencie.
Moderná fyzika verí, že častice – fermióny a bozóny, ktoré sa objavili hneď po Veľkom tresku, sú nedeliteľné. „Verí“ znamená, že zatiaľ neexistujú žiadne informácie o ich vnútornej štruktúre. Fermióny a bozóny boli niekde do 10 - 10 sekúnd vývoja vesmíru bez hmotnosti a tvorili takzvanú „vriacu polievku“ maličkého vesmíru. Navzájom na seba pôsobili podľa jediného zákona Veľkého zjednotenia.
V 10-36 sekundách sa zrútila éra Veľkého zjednotenia. Povaha interakcie častíc sa začala meniť. Zlučovanie častíc a vytváranie ťažších bolo nemožné, kým mal vesmír vysokú teplotu.
Chladnutie vesmíru trvalo 1 mikrosekundu» .
(M.I. Panasyuk „Pútnici vesmírom alebo ozvena Veľkého tresku“).
Otázka
Pohľad na Veľký tresk z pohľadu teórie čiernych dier prináša úžasné výsledky. Takže," astronómovia nazývajú čierna diera oblasť v časopriestore, v ktorej je gravitačná sila taká silná, že z nej nemôže uniknúť nič, dokonca ani svetlo».
ale oblasť, v ktorej sa hmota koncentruje v prvých okamihoch po veľkom tresku, by mala byť presne taká. Najväčšie („supermasívne“) čierne diery (v strede galaxií a v kvazaroch) dosahujú hmotnosti miliónkrát väčšie ako Slnko. Ale hmotnosť pozorovateľného vesmíru podľa moderných odhadov prevyšuje hmotnosť Slnka viac ako 10^20-krát – to je 100 quintilionov (1 quintillion = 1 miliarda miliardy)! Nie som emocionálny človek, ale napriek tomu neviem, koľko výkričníkov sem mám dať.
A všetka táto obrovská masa nevytvorila takú príšernú gravitačnú silu, aby zakrivenie časopriestoru nespôsobilo efekt „čiernej diery“? Pre hmotu expandujúcu počas Veľkého tresku sa čas mal spomaliť natoľko, že by stále neunikol z „horizontu udalostí“. Tým by sa úplne eliminovalo ďalšie „rozptyľovanie“ hmoty, ktorá následne tvorí pozorovateľnú časť Vesmíru. Existuje logický rozpor - buď veda nesprávne chápe procesy veľkého tresku, alebo je nesprávna teória čiernych dier!
F. Dergačev "Čierna diera s hmotnosťou vesmíru?" Časť 2
Načítava...