Математик доказал, что в черных дырах стирается прошлое и формируются бесконечные варианты будущего
В 1965 году английский физик и математик Роджер Пенроуз доказал, что факт существования черных дыр буквально вытекает из общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Следом Пенроуз установил, что внутри черных дыр скрывается сингулярность — точка в пространстве-времени, по мере приближения к которой перестают действовать законы физики.
Через пять лет Пенроуз сформулировал принцип «космической цензуры», применив детерминизм к пространству-времени, что привело ученого к невероятному умозаключению: внутри черных дыр прошлое уничтожается, но формируется нескончаемое множество вариантов будущего.
То есть, согласно Пенроузу, человек, оказавшись в черной дыре, может наткнуться на области, которые сотрут его прошлое и сгенерируют бесконечное количество вариантов будущего. Только вот смысла в этом Пенроуз не видел, так как гравитация черной дыры расщепит человека на элементарные частицы.
Ответ на пост «Вопрос о черных дырах )))»
По заветам несравненного Сурена нашего Цормудяна начнем немного издалека.
0. Целостный взгляд на предмет может дать только целостное мировоззрение.
Мировоззрение задает точку зрения на предмет изучения. Мировоззрение определяется философией. Философия не дает ответа на один или два вопроса, на которые каждый исследователь отвечает самостоятельно:
а) "Что первично: материя или идея?" - это называется "Основной вопрос философии".
б) Мир вокруг объективен или субъективен.
Следствия:
0.а.1. Как следствие ответа на п. 0.а - "материя": если первична материя, то логически оттуда следует, что мир вокруг объективен. Тогда наиболее целостный взгляд на мир (а так же метод изучения оного) предлагает диалектический материализм в миру известный как диамат.
0.а.2. Как следствие ответа на п. 0.а - "идея": если первична идея, то логически следует второй вопрос: "Мир субъективен или объективен?" Как ответы на второй вопрос:
0.а.2.а - субъективный идеализм. Как итог: "Мир вокруг таков, каким я (исследователь) хочу его видеть, а никакого иного "на самом деле" не существует". Дискуссия по интересующему ТС вопросу бессмысленна: "Не нужно будить Будду. Ему снится хороший сон". Т.е. вот сейчас ТС хочет, чтобы НЗ (нейтронные звезды) переходили в ЧД (черные дыры) вот так таким способом и с таким результатом - и все ЧД во Вселенной именно так себя и ведут. А мы, комментаторы, или именитые ученые, на которых мы будем ссылаться - лишь "уловка спящего сознания" ТС, которое придумало нас, чтобы объяснять "что-то там".
0.а.2.б - объективный идеализм. Как итог: "Мир вокруг таков, каким его хочет Бог". Дискуссия по интересующему ТС вопросу бессмысленна: "Так хочет Бог. А когда он захочет, чтобы мы об этом узнали - он сделает какому-нибудь ученому откровение, и тот с нами поделится".
Таким образом, для любопытствующего субъекта из п. 0 следует единственный выход: в качестве мировоззрения нужно принять диамат, т.к. ничего более сурового комплексного и прогрессивного философия пока не изобрела. Это для случая, когда мир рассматривается как некое единое целое. Т.е. мир - это, образно говоря, "однородный пластилин," из которого состоит все и свойства которого проявляются во всем. И наука о мире (Вселенной) в таком случае, чтобы точнее отражать этот самый мир (Вселенную) тоже должна быть едина.
1. Философия некоторым образом в загоне, поэтому широко распространен не вполне целостный взгляд на мир, который иногда называют "метафизическим".
С таким подходом в мире есть несколько независимых сущностей: пространство, время, элементарные частицы и т.д. Т.е. мир - это некоторое "здание", или "пазл", сложенный из некоторых разнородных элементов: "кирпичиков", сцепляющего их "раствора", "рам и дверных косяков" и т.д. При этом переход элемента из одного состояния в другой невозможен - это нарушение главного правила формальной логики (внутренний голос: "Ага, ага, давай, построй мне формализованное и упорядоченное знание - науку - без логики") - "закона исключенного третьего": "Нечто есть или А, или не-А, а третьего не дано".
Очевидно, что метафизически мир удобно изучать и описывать до определенных пределов: со строгими однозначными определениями, четкими связями и т.д. Но на некоторых этапах оперирования физическим миром недостатки метафизического подхода перевешивают его достоинства: "Так электрон - это все-таки волна или частица?" - "Электрон - это состояние".
2. Диамат и Вселенная
Итак, Вселенная - это нечто единое. Даже богопротивная Вики уверяет нас, что "Вселенная представляет собой абсолютно черное тело". Что у нас есть такого во всей Вселенной, что в ней - всегда и везде? Вакуум. Даже в момент Большого Взрыва "официально" частиц не было, а вакуум уже был.
Таким образом, руководствуясь диаматом, мы приходим к первой посылке: вакуум - "альфа и омега" нашей Вселенной. Поэтому, чтобы понять Вселенную, изучать нужно вакуум.
Раз вакуум - основа всего, этот "новый Эфир нашего времени", то какова его структура? Его свойства? Из чего он в конце концов состоит?
Последний вопрос - следствие метафизического мировоззрения и не актуален: вакуум состоит из самого себя. Второй же вопрос является следствием первого и может быть пока опущен.
Ответ же на первый вопрос - самый интересный и начинать искать ответы, разумеется, надо с ответа на него.
3. А как же фракталы?
Формула положения любого события на мировой линии по последним данным официальной физики такова:
R^2 = ct - x^2 - y^2 - z^2
Да, да. Именно так, а не иначе. Ведь формула была получена именно в таком виде. Это потом ее уже домножали на "-1". А зря. При внимательном рассмотрении очевидно, что нам явлено как минимум просто комплексное, а возможно даже гиперкомплексное число. Причем - в квадрате, т.е. "отражено в себя от себя". Что там науке известно про комплексные числа "бесконечно отраженные в себя"? Ах, да! Вспомнил. Рекуррентные комплексные функции. Фракталы. Как раз простейший - пресловутое множество Мандельброта (упрощенно): z =z^2 + C.
Что дает нашим рассуждениям? А то, что похоже на то, что мы живем внутри простейшего "мандельброта" или его гиперкомплексного аналога.
Отсюда неприятный вывод: в случае наличия гиперкомплекса (это не факт, это надо изучать) в общем случае изотропия пространства не соблюдается на микро- и макро-расстояниях. Т.е. для протона и прочего субатомного барахла важна последовательность измерений "x, y, z", т.к. гиперкомплексные компоненты... неоднозначны, скажем так - не независимы, а связаны. А учитывая масштабы самоподобия - последовательность (взаимосвязь) измерений может быть важна и на мега-расстояних, гораздо больших масштаба галактики (внутренний голос: "Какой-какой Великий Аттрактор? Там точно концентрация темной материи?") - межгалактические "течения" материи и все такое.
4. Из всего вышеизложенного по строению Вселенной
а) Вакуум - пространство-время - сложный топологический объект. И так как он - не идеальный (вымышленный), а объективно существующий, то в нем возможны некоторые "неоднородности", "недоформированности" или, иными словами, дефекты. Математическая формула структуры вакуума - элемент "генетического кода" Вселенной. "Теория Эфира, издание современное, дополненное, пипец как не похожее на оригинал".
б) Если у вакуумной ячейки есть структура, то ею можно как-то "пошевелить" относительно соседних ячеек. Мера отклонения полностью развернутого узла от математического идеала - энергия. "Шевелить", кстати, можно и не полностью развернутым узлом. Ну там, "флуктуации вакуума", "виртуальные частицы", все дела. До куда позволено шевелить узлом - "эластичность вакуума" - второе "генетическое свойство" вакуума - квант энергии E = hv.
Когда там у нас излучение по свойствам становится не отличимым от вещества? В жесткой гамме? Ну, значит где-то там.
в) Масса - мера дефектности узла (элементарной ячейки) вакуума. Если дефектный узел локализован некоторой колебательной структурой, то он представляет собой одну из разновидностей элементарных частиц (из тех, кому положено обладать массой). Если узел не локализован, то он свободно перемещается по "ткани" вакуума (т.е. перемещается не сам узел, а его состояние) и, будучи не локализованным, представляет из себя явление, которое современная физика называет "темной материей". Никакая она не "темная" и вообще не "материя" (в смысле - вещество, так-то материя нашей Вселенной - наш вакуум). Просто "нелокализованная масса".
в) Так как "дефектность" - это не то, чем хочет быть любой уважающий себя узел, то узлы "выдавливают" дефекты (состояние неоднородности) туда, где меньше сопротивление этому самому выдавливанию. Сопротивление, разумеется, меньше там, где дефект уже есть. "Гидродинамическая теория гравитации, издание современное, дополненное, сильно-сильно усложненное".
г) Атомные ядра фактически не состоят из протонов и нейтронов. Но делить атомные ядра можно только протонно-нейтронными квантами. Потому что покидать ядро можно только узлами: один квант = один узел вакуума. А кварков как самостоятельных объектов не существует - это элементы конфигурации вихревых структур. Поэтому всякие дебильные объяснения плана : "Чтобы вытащить кварк из протона, нужно приложить достаточно энергии для того ,чтобы на месте вытащенного появился точно такой же, а сам вытащенный отдельный кварк тут же достроился до полного трехкваркового состояния обычного бариона" - тьфу, а не объяснение.
д) Нейтрона как самостоятельного объекта - нет. И никогда не было. Это состояние протон-электронной пары: такая вот "упаковка" двух вихрей: "нормального" (протон) и "недоделанного" (электрон) в один объект. Да, когда-то вещество зарождалось именно именно как нейтроны. Просто тогда взаимодействие не развилось до ЭМ. И Вселенная наша состоит именно из вещества, а не антивещества, как раз из-за гиперкомплексности узлов: да, в той чудовищной плотности энергии, когда шел первичный нуклеосинтез, в принципе не особо важно было, "закручивать" вихри оболочек частиц "по шерсти" вакуума, или "против". Но "по шерсти" - все-таки удобнее. Поэтому и был небольшой избыток нейтронов над антинейтронами.
е) Из пп. б) и г) следует термоядерный синтез и стабильность/нестабильность изотопов: на локализацию массы (неоднородности) "сферы" (условно) нужна энергия по площади, а площадь растет медленнее, чем объем. При этом никаких "протонов" и "нейтронов" внутри ядра нет: грубо говоря, там "протон-электронная каша", обеспечивающая стабильность конфигурации энергетической оболочки локализованных узлов топологических дефектов.
ж) Нейтронные звезды - с некоторым условностями масштабирования ("большой астрономической точностью" © Попов С. Б.) - действующая модель атомного ядра. Чтобы "кожаным мешкам" с их несовершенным аппаратом восприятия было удобнее и нагляднее, Вселенная создала им атомное ядро размером 20км - "изучайте, ироды".
з) ЧД. Из вышеизложенного однозначно следует, что ЧД как объекта, имеющего внутреннюю структуру, - нет. Радиус Шварцшильда, все эти "фотонные сфры" - есть. А ЧД - нет. ЧД - это "математическая точка", несуществующий элемент. Область с максимальной доступной мерой "дефектности". Все же видимые, "формульные", пограничные явления ЧД - это лишь видимые проявления взаимодействия капсулирующих топологический дефект "энергетических" вихрей.
С другой стороны, ЧД может быть и не единичным объектом, а комплексом узлов "максимальной дефектности", что принципиально выводы не меняет: внутри радиуса Шварцшильда ни для науки, ни для нас, любопытных, ничего интересного нет. Ну, возможно, за исключением иной Вселенной.
5. Заключение
В заключении сего опуса отмечу, что вышеизложенное не является ни научной гипотезой, ни, тем более, научной теорией. А представляет лишь взгляд на достижения современной науки под некоторым диалектическим углом.
С одной стороны, он дает ответы на вопросы, на которые современная наука ответить не в состоянии:
- Почему Вселенная трехмерна в части пространства? - Потому что при ее рождении успели развернуться только три базисных вектора, больше в условиях ее рождения не успели, да больше и не нужно. Или "базовая ячейка" досталась нам в наследство от родителей, а мы так и живем в ней - она не столько расширилась самокопированием, сколько самоподобно детализировалась внутрь.
- Почему для измерения расстояния выбрана такая метрика? - Потому что такова структура вакуума.
- Почему спонтанно нарушались базовые симметрии на ранних этапах развития Вселенной? - Симметрии нарушались не спонтанно, а потому что такова структура вакуума.
- Почему термоядерный синтез возможен? - Потому что объем растет по кубу, а площадь - по квадрату.
- Что снаружи нашей Вселенной? - Радиус Шварцшильда.
С другой, порождает множество новых:
- Что происходит с топологией вакуума при "простреле" "спокойного" участка одиночным фотоном? Точнее, как физически происходит движение квантового объекта?
- Почему при движении частиц сохраняется направление (при движении по узлам фрактала это не обязательно)?
- Для тяжелых (>1) атомных ядер капсулируется одна квантовая ячейка вакуума или несколько (по атомному весу) - не очеидно, т.к. эффект "размера" может быть спровоцирован пограничными эффектами капсулирующих дефект энергетических вихрей?
- Зачем забивать себе голову такой муйней, не лучше ли бахнуть пивка под сериальчик?
- Почему Вселенная "детализировалась" до текущего уровня? "Быть может эти электроны - миры, где пять материков?.." - Скорее всего - нет, ограничение на детализацию "по глубине" накладывает размер "кванта времени" - чем мельче объект, тем быстрее идут процессы в нем: как нельзя перепрыгнуть ячейку вакуума при движении = ограничение на скорость света, так нельзя меняться чаще "кванта времени".
В общем, с объяснением "в пару абзацев универсальной теории всего" снова не задалось, надо еще подумать. =)
Что купить, чтобы заниматься спортом на улице
Несмотря на капризы погоды, лето неумолимо приближается. Значит, занятия в спортивном зале или домашние тренировки получится заменить на активности под открытым небом. Собрали для вас товары, которые сделают уличные воркауты интереснее, увлекательнее и полезнее.
Мегамаркет дарит пикабушникам промокод килобайт. Он дает скидку 2 000 рублей на первую покупку от 4 000 рублей и действует до 31 мая. Полные правила здесь.
Для тех, кто привык заниматься один
В компактную поясную сумку поместятся телефон, ключи, кошелек или другие нужные мелочи. Во время тренировки все это не гремит и не мешает, но всегда находится под рукой. Материал сумки прочный и влагонепроницаемый, вещи в ней защищены от повреждений, царапин или пота.
С фитнес-резинкой можно тренировать все группы мышц: руки, ноги, кор, ягодицы. А еще она облегчает подтягивания и помогает мягко растягиваться. В сети можно найти огромное количество роликов с упражнениями разной степени сложности. Нагрузка легко дозируется: новичкам подойдет резинка с сопротивлением до 23 кг, опытным атлетам — до 57 кг. При этом оборудование максимально компактно и поместится даже в небольшую сумку.
Для тех, кому надоели обычные тренировки. Слэклайн — это стропа шириной 50 мм, с помощью которой осваивают хождение по канату. Тренажер учит сохранять баланс, прокачивает координацию и концентрацию, а еще дает отличную нагрузку на спину, руки и ноги.
Для активных занятий вдвоем
Настольный теннис — простой в освоении вид спорта, который отлично помогает размяться и тренирует скорость реакции. В комплект входят две ракетки, три мяча, сетка, накладка и чехол — все, что нужно, чтобы поиграть вечером во дворе с другом или устроить небольшие соревнования. Этот недорогой набор подойдет именно для развлечения и веселья, устанавливается почти на любой стол.
Еще один вид спорта, которым можно заниматься, даже не имея серьезной подготовки — бадминтон. С набором от Wish Steeltec вы сможете потренировать силу удара, побегать и просто хорошо провести время. Детали яркие, так что их трудно потерять даже на природе. Леска натянута прочно, ресурса ракеток должно хватить не на один сезон.
Фрисби воспринимается как простое пляжное развлечение. Тем не менее перекидывание друг другу тарелки задействует все группы мышц и развивает скорость реакции. Эта тарелка летит далеко и по понятной траектории — отличный снаряд для начала. Кстати, фрисби — это еще и ряд спортивных дисциплин со своими правилами и техническими сложностями, так что игра с друзьями может перерасти в серьезное увлечение.
Для большой компании
Стильный мяч из износостойкой резины отлично подходит для уличных тренировок. Вы сможете поиграть компанией в баскетбол или стритбол или просто отработать броски. При производстве используется технология сбалансированного сцепления: это значит, что снаряд не сбежит от вас и будет двигаться по стабильной траектории.
Футбол — один из самых популярных в России видов спорта. Играя, можно отлично побегать, потренировать меткость и отработать взаимодействие в команде. Футбольный мяч Torres Striker выполнен из качественного полиуретана и резины и выдержит не один десяток матчей, не потеряв упругости. Отличная балансировка и оптимальный размер делают его подходящим как для взрослых, так и для подростков. Он достаточно тяжелый, почти как в профессиональном спорте, так что совсем малышам не понравится.
Пляжный или обычный волейбол? А может быть, пионербол, как в детском лагере? Мяч TORRES SIMPLE COLOR подойдет для любой из этих игр. Камера отлично держит давление, поэтому вам не придется постоянно подкачивать его, а качественные материалы (полиуретан и бутил) сохраняют все характеристики даже при интенсивном использовании.
Для совмещения приятного и полезного
Многоскоростной велосипед с рамой 19-го размера подойдет как мужчинам, так и женщинам. Это отличный вариант для новичков: модель доступная, удобная. Поможет понять, нравится ли вам велоспорт. Конструкция велосипеда позволяет ездить по дорогам разных типов, поэтому вы сможете перемещаться по городу или отправиться в поход. Есть складной механизм — велосипед с ним легко возить в машине, на электричке и просто хранить в кладовке.
Более продвинутая модель для тех, кто уже оценил прелесть движения на двух колесах. Геометрия велосипеда предполагает вертикальную посадку. Это обеспечивает более удобное положение тела, чем на других байках. В конструкции предусмотрены детали для комфорта и безопасности: пружинная вилка с ходом 100 мм, сервисная подводка тросов и дисковые гидравлические тормоза.
Если вы не фанат велоспорта, но хотите получить свою дозу физической нагрузки, перемещаясь по городу, выбирайте самокат. В модели PLANK Magic 200 есть регулировка руля по высоте, надежные тормоза и прочная увеличенная дека из алюминия. Когда вы катаетесь на самокате, работают мышцы ног, ягодиц, спины и живота, а заодно добираетесь, куда нужно. Если вы решите сделать паузу в тренировках, самокат легко складывается для хранения.
Экипировка
Любая активность на свежем воздухе требует хорошей обуви, специально сделанной для занятий спортом. Яркие кроссовки Hoka RINCON 3 с облегченным весом амортизируют, снижают нагрузку на суставы. Выраженный рельеф подошвы обеспечивает сцепление с поверхностью вне зависимости от того, где проходит тренировка: на специальной площадке, асфальте или грунте.
Легкие женские кроссовки из линейки Clifton подходят для занятий на твердых покрытиях. Дышащий сетчатый верх поддерживает вентиляцию стоп, чтобы можно было тренироваться даже в жару. Подошва из легкой пены EVA гасит силу ударов. Кроссовки беговые, подходят для тренировок на длинных дистанциях.
Защита от солнца и перегрева
Во время занятий на свежем воздухе важно защитить голову от перегрева. С этим отлично справится легкая и светлая бейсболка — например, от GLHF. Она удобно сидит на голове, не сваливается и не отвлекает от занятий, благодаря сетке голова меньше потеет. Козырек жесткий и не мнется.
Не забудьте защитить кожу от солнца — чтобы не было мучительно больно на следующий день после тренировки под открытым небом. В этом поможет крем против пигментных пятен с сильной защитой от ультрафиолета SPF50. Водостойкая текстура легко наносится и быстро впитывается, действует два часа — потом крем нужно обновить.
Удобные и стильные солнцезащитные очки защищают глаза благодаря фильтру UV400, который поглощает до 99.99% ультрафиолета. Они выполнены из легких материалов и плотно прилегают к голове. Ударопрочные поликарбонатные линзы с антибликовым покрытием подходят для разных видов спорта.
Используйте промокод килобайт на Мегамаркете. Он дает скидку 2 000 рублей на первую покупку от 4 000 рублей и действует до 31 мая. Полные правила здесь.
Реклама ООО «МАРКЕТПЛЕЙС» (агрегатор) (ОГРН: 1167746803180, ИНН: 9701048328), юридический адрес: 105082, г. Москва, ул. Спартаковская площадь, д. 16/15, стр. 6
Вопрос о черных дырах )))
Точнее, вопросов несколько. Накопились.
Первое. Вот имеем мы, к примеру, нейтронную или кварковую звезду с предельно допустимой для этого типа звезды массой. Она очень плотная, вещество в ней упаковано настолько компактно, что разрушены молекулярные и атомные связи, но никакой сингулярности или пространственного искажения в ней, вроде бы, быть не должно. По крайней мере википедия об этом ничего не говорит. Затем на эту нашу звезду падает буквально микрограмм материи и ее массы уже становится достаточно, чтобы удерживать фотоны. Возникает горизонт событий. Неужели прям сразу там появляется сингулярность и все сопутствующие атрибуты? Или же мы можем предположить, что на каком-то этапе внутри черной дыры может существовать "обычная" нейтронная или кварковая звезда, которая просто достаточно массивна, чтобы удерживать свет? Или я путаю причину и следствие? Может сначала появляется та самая гравитационная аномалия, которая уже и удерживает фотоны?
Второе. Как быть с фотонами, которые пытаются покинуть черную дыру, но не могут? Получается, что в какой-то момент их скорость замедляется гравитацией и в итоге падает до нуля? Или они со скоростью света летят прочь и, условно, где-то в районе горизонта событий мгновенно разворачиваются и летят обратно, сохраняя при этом световую скорость?
Третье. Слышал тут мнение, что для наблюдателя внутри черной дыры окружаюшая черную дыру вслеленная не существует. Не понимаю почему так. Ведь внутрь-то свет должен проникать. Т.е. изнутри должно быть прекрасно видно все, что происходит снаружи. Разве нет?
Ну и небольшой вопросик относительно большого взрыва и сингулярности. Я так понимаю, что изначально никакого пространства не было и существовала одна условная, бесконечно малая точка с бесконечно высокой плотностью и массой, которая не имела никаких размеров. Потом появилось пространство и стало расширяться. Но в момент возникновения пространство ведь должно было иметь какой-то стартовый размер? Что это был за размер? Планковская длина?
Заранее всем спасибо за ответы и мнения, я уже не первый раз таким образом расширяю кругозор, ибо живое общение с людьми мне интереснее, чем чтение статей или просмотр видеоматериалов :)
Сингулярность: добро пожаловать в нигде
Пространство-время – та сцена, на которой разворачивается вся история Вселенной: с момента Большого Взрыва, через рождение Млечного Пути, Солнца и расцвет динозавров – к Александру Македонскому и электронным научно-популярным журналам. К нему часто добавляют слово континуум, от латинского «непрерывное» – но кое-где и пространство-время обрывается. Здесь теряют силу привычные законы физики. Здесь время выглядит иначе. Здесь даже нельзя сказать «здесь», поскольку здесь нет и пространства. Это – область нигде и никогда. Это – гравитационная сингулярность.
Притяжение геометрии
Со времен древних греков пространство казалось чем-то неизменным, постоянным, однородным, а время – не связанной с ним циклической спиралью вечного возвращения и повторения. К эпохе научно-технических революций эти представления лишь укрепились. Декартова система координат расчертила мир тремя взаимно перпендикулярными осями, время выпрямилось в отдельную, независимую от пространства (и вообще ни от чего) прямую стрелу. Во многом мы до сих пор живем в тех представлениях, возникших еще в XVIII веке.
Рене Декарт
Революционность взглядов Эйнштейна во многом состояла в понимании двух важных фактов, переворачивающих взгляды и на время, и на пространство. Во-первых, они взаимосвязаны и представляют собой единый пространственно-временной континуум. А во-вторых, континуум этот вовсе не неизменен и не постоянен: он деформируется в присутствии любой формы энергии, в том числе – в виде массы.
Классический способ представить этот обновленный Эйнштейном мир дает пример из геометрии. Представьте себе двухмерное пространство – туго натянутую сетку, на которую положен тяжелый бильярдный шар. Запустите мимо него теннисный мяч: шар немного растянул сетку, и мяч в своем движении отклонится, словно притянутый им, а возможно, даже «упадет» на него. Гравитация в эйнштейновском понимании может рассматриваться как геометрическое свойство пространства-времени, его искажение, возникающее под действием энергии (массы). Даже просто вращающееся массивное тело увлекает за собой «сетку» пространства-времени.
Альберт Эйнштейн
Мысленно расширьте этот пример на четыре измерения (три пространственных плюс одно временное) – и вы получите примерную геометрическую модель реального пространства-времени. Обратите внимание: где есть масса (энергия) – там нет прямых координатных осей, да и само время перестает быть прямолинейным и равномерным для всех наблюдателей. Представление о прямой оказывается просто математической абстракцией: самая прямая вещь, которую мы знаем из физики, – это траектория светового луча, движение фотона – но и оно искажается под действием гравитации. Притянутая материя локально движется по прямой, однако в глобальном рассмотрении эта прямая в гравитационном поле оказывается кривой.
Разрывая сети
Но что если мы бросим на сетку из нашего геометрического примера не бильярдный шар, а что-нибудь потяжелее? Гантель, двухпудовую гирю. Скорее всего, наш демонстрационный экспонат не выдержит и лопнет, а в центре его останутся лишь дыра, нити, обрывки пространства-времени нашей модели. Нечто вроде сингулярности.
Даже в философском смысле сингулярность – антоним континуальности (непрерывности, отсутствия лакун, квантованности, разделенности на фрагменты – NS). Сингулярность – нечто, происходящее лишь однажды. Точка, к которой события стремились, пока не разрешились уникальным исходом. Взрыв, слияние, освобождение. В точках сингулярности математические функции резко меняют свое поведение: устремляются в бесконечность, переламываются, внезапно обращаются в ноль. Если переменная Х стремится к нулю, а функция от Х – к бесконечности, знайте: вы уже в сингулярности. В области, где обрывается непрерывная (континуальная) геометрия пространства-времени – и происходит нечто совсем уж невообразимое.
Удивительно, что Общая теория относительности сама обозначает границы своей применимости: в сингулярности «не работает» и она. При этом теория не только указывает на саму возможность существования гравитационных сингулярностей, но в некоторых случаях делает их вообще обязательными. Речь, в частности, о черных дырах – объектах колоссальной плотности, которая делает их невероятно массивными для своих размеров.
Черная дыра может иметь массу, сравнимую с массой крупной планеты или с миллиардом крупных звезд, но эта масса определяет лишь величину той области вокруг нее, где царит одна лишь гравитация – и откуда не вырваться ничему, ни веществу, ни излучению, ни информации. Размер этой «области невозврата» называется радиусом Шварцшильда, а ограничивает ее горизонт событий, условная линия, по одну сторону которой Вселенная живет своими законами, а по другую властвует сингулярность.
Карл Шварцшильд
Гравитационная плюс космологическая
Принято говорить, что в сингулярности «законы физики теряют силу». Это не так – просто привычные законы здесь неприменимы, как неприменимы законы классической механики к миру квантовых частиц. По красочному выражению немецкого профессора Клауса Уггла, поведение математических уравнений и функций в сингулярности «становится патологическим». Заметить этот момент достаточно просто – достаточно наблюдать поведение свободно падающих частиц.
Независимо ни от вида самой частицы, ни от того, где именно она падает, она стремится двигаться по максимально прямой траектории, которая только существует в данных условиях. В пустом космосе, у поверхности Земли или за границей горизонта событий частица меняет траекторию лишь под действием других сил, в том числе гравитации. Но в сингулярности гравитационное поле возрастает до бесконечности, и свободно падающая частица просто… перестает существовать.
Прямые здесь обрываются (это свойство сингулярности называется геодезической неполнотой), а с ними обрывается и судьба частицы. Как показал еще около 40 лет назад великий математик Роджер Пенроуз, геодезическая неполнота должна возникать внутри любой черной дыры. Впоследствии его выкладки развил Стивен Хокинг, расширив эти представления до целой Вселенной.
Да, вначале была сингулярность. Еще в 1967 году Хокинг строго доказал, что если взять любой вариант решения уравнений Общей теории относительности и «развернуть их» назад во времени, то при любом раскладе в расширяющейся Вселенной мы придем к ней, к сингулярности. Из бесконечного провала этой «космологической праматери» и распустился цветок нашего пространства-времени.
Стивен Уильям Хокинг и сэр Роджер Пенроуз
Впрочем, при всей своей красоте «теоремы сингулярности Пенроуза – Хокинга» лишь указывают на возможность их существования. О том же, что происходит там, внутри, что можно «увидеть» в сердце черной дыры и чем была Вселенная до Большого Взрыва, они не говорят ровным счетом ничего. Возьмем хотя бы космологическую сингулярность Хокинга: она должна иметь одновременно бесконечную плотность и бесконечную температуру, совместить которые пока никак не получается. Ведь бесконечная температура означает бесконечную энтропию, меру хаоса системы – а бесконечная плотность, наоборот, указывает на хаос, стремящийся к нулю.
Сингулярность оголяется
Впрочем, это далеко не единственная странность вокруг сингулярности. Среди диковинных гипотез, построенных на строгой основе общей теории относительности, стоит вспомнить идею существования «голых сингулярностей» – не окруженных горизонтом событий, а значит и вполне наблюдаемых извне.
По мнению некоторых физиков, голая сингулярность может появляться из обычной черной дыры. Если черная дыра вращается чрезвычайно быстро, сингулярность вместо точки может приобрести кольцеобразную форму тора, окруженного горизонтом событий. Чем быстрее дыра вращается, тем сильнее сходятся внешний и внутренний горизонты – и в какой-то момент они могут слиться, исчезнув.
К сожалению, в реальности наблюдать голую сингулярность пока не удается, зато в фантастике она встречается регулярно. Одна из населенных разумными существами колоний в культовой киносаге «Звездный крейсер «Галактика» вращается не вокруг звезды или планеты, а вокруг такой голой сингулярности.
Стоит сказать, что Роджер Пенроуз ввел в космологию принцип космической цензуры, предположение, согласно которому голых сингулярностей во Вселенной быть не может. Ученый образно сформулировал свой подход: «Природа не терпит голых сингулярностей». Этот принцип до сих пор остается недоказанным и не опровергнутым окончательно.
Как (не) попасть в сингулярность
Рассуждая логически, можно прийти к выводу о том, что оказаться внутри сингулярности мы не сможем никогда – вплоть до момента окончательной гибели Вселенной. Давайте представим частицу, притянутую черной дырой. Вот она, ускоряясь, по спирали приближается к ней. Чем сильнее гравитация и выше скорость, тем, согласно уравнениям того же Эйнштейна, сильнее замедляется течение времени. Наконец наша частица пересекает горизонт событий.
Сколько у нее ушло на это времени? Для стороннего наблюдателя это могут быть годы. Но вот частица устремляется к сингулярности в центре дыры – пространство-время вокруг нее буквально встает на дыбы, время для частицы практически останавливается. Можно представить это и наоборот: время Вселенной в сравнении с ней ускоряется практически бесконечно.
Но ведь даже черные дыры не вечны. Как показал Стивен Хокинг еще в 1970-х, в результате сложной игры гравитации и квантовых эффектов у горизонта событий все черные дыры понемногу испаряются и рано или поздно исчезают. Быть может, исчезнет и частица, так и не добравшись до сингулярности. Но тут снова появляются парадоксы почище тех, что встретились Алисе в Стране Чудес. Например – где же находится эта частица?
С точки зрения теоретической физики, черные дыры – пустые. Да, их ограничивает горизонт событий, но за ним нет ничего, что можно было бы измерить, обозначить, зафиксировать – а значит, нет ничего вообще. Вся масса черной дыры сосредоточена в сингулярности – бесконечно малой точке, окруженной сферой, полной почти метафизической тьмы.
Что у нее внутри?
Некоторые теоретики полагают, что Вселенная не терпит не только голой сингулярности, но и разрывов пространства-времени. Поэтому каждая сингулярность является червоточиной – своего рода провалом, туннелем, соединяющим одну область мира с какой-то другой «прямым ходом», образно называемым «кротовой норой» или «червоточиной». Но это лишь гипотеза, и неизвестно, появится ли у нас когда-нибудь хотя бы возможность подтвердить ее или опровергнуть.
Главный вопрос остается: что там, внутри сингулярности? Что наступает после того, как сама ткань пространства-времени мнется, растягивается, дыбится, пока не разрывается окончательно? Ответить на него проще простого: неизвестно.
P.S.: Спасибо всем кто читает, подписывается, ставит "+" и поддерживает рублем! Вы лучшие!
На что похоже падение в черную дыру?
Вселенная по-разному уничтожает что-либо. Если вы попытаетесь задержать дыхание в космосе, ваши легкие взорвутся; если вместо этого вы вдохнете каждую молекулу воздуха, вы потеряете сознание. В некоторых местах вы замерзнете, лишившись последнего тепла своего тела; в других будет настолько жарко, что атомы вашего тела превратятся в плазму. Но из всех способов, которыми Вселенная избавляется от объектов, самый увлекательный — отправить его в черную дыру.
Когда мы обычно представляем черную дыру, мы воображаем простой ее вариант, который описывается только ее массой. У него есть горизонт событий, окружающий одну точку, и область, окружающая эту точку, за пределы которой свет не может выйти. За пределами горизонта событий гравитация ведет себя так, как вы обычно ожидаете. Пространство искривляется в присутствии массы, что заставляет каждый объект во Вселенной испытывать ускорение в направлении центральной сингулярности.
Горизонт событий будет становится больше гораздо быстрее, чем вы ожидали, поскольку искривление пространства будет становится сильнее. Вокруг горизонта событий пространство настолько искривлено, что вы увидите множество изображений вселенной, которая находится извне, словно ее отразили и перевернули.
И как только вы пересечете горизонт событий, вы не только все еще сможете видеть внешнюю вселенной, но и часть вселенной внутри горизонта событий. В последние моменты пространство будет выглядеть совершенно плоским.
Линия, которая определяет границу между тем, что может увидеть любой наблюдатель, математически описывается кардиоидой, где компонент с наибольшим радиусом касается горизонта событий, а компонент наименьшего радиуса оказывается в сингулярности. Это значит, что сингулярность, даже будучи точкой, не обязательно связывает все, что в нее попадает, со всем остальным. Если вы и я упадем в горизонт событий с разных сторон одновременно, мы никогда не увидим свет друг друга после того, как произойдет пересечение горизонта событий.
Причиной этого является постоянно движущаяся ткань самой Вселенной. Внутри горизонта событий пространство движется быстрее света, поэтому ничто не может вырваться из черной дыры. Вот почему, попав в черную дыру, вы начинаете видеть странные вещи вроде нескольких изображений одного и того же объекта.
Изнутри горизонта событий черной дыры, в каком направлении вы бы ни двигались, вы в конечном итоге сталкиваетесь с самой сингулярностью. Поэтому, как ни странно, сингулярность появляется во всех направлениях. Если ваши ноги указывают в направлении ускорения, вы увидите их перед собой, но также и над собой. Все это легко просчитывается, хоть и чрезвычайно нелогично. А теперь давайте перейдем к физически интересному случаю: когда черная дыра вращается.
В нашей Вселенной угловой момент представляет собой абсолютную заключенную величину для любой закрытой системы. Когда совокупность вещества коллапсирует до радиуса, который меньше радиуса горизонта событий, угловой момент оказывается заключенным внутри него, как и масса.
И самое интересное: сингулярность в центре черной дыры — это уже не точка, а одномерное кольцо, радиус которого определяется массой и угловым моментом черной дыры.
Если вы упадете в черную дыру, вас закрутит, как на карусели, которая притягивает вас к центру. И когда вы достигнете сингулярности, она будет кольцом; разные части вашего тела встретятся с сингулярностью — на внутренней эргоповерхности черной дыры Керра — в разных пространственных координатах. Вы постепенно перестанете видеть другие части вашего собственного тела.
Источник :
https://hi-news.ru/space/na-chto-poxozhe-padenie-v-chernuyu-...
Как подготовить машину к долгой поездке
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.