Учебная работа. Доклад: Черные дыры физического мышления

Учебная работа. Доклад: Черные дыры физического мышления

Станислав Кравченко

За базу возьмем традиционное решение Шварцшильда для сферической не вращающейся массы: rгр
= 2gM/c2
. До этого всего, найдем граничные решения.

1. Самая малая темная дыра

Рассчитаем энергию электромагнитного кванта, при которой этот квант сам станет «темной дырой».

Итак энергия «самосфокусированного» кванта равна:

E = 2p·hw либо E = hс/l,

где Е – энергия кванта, h – неизменная Планка, w – угловая частота, l – длина волны, с – скорость света.

При всем этом следует учитывать, что движение по замкнутой, в первом приближении, радиальный орбите, подразумевает наличие на таковой «орбите» режима стоячих волн. Иными словами, в окружность таковой орбиты обязано улечся целое число полуволн. Если радиус таковой орбиты обозначить как rгр
, то 2prгр
= 1/2·ln, где n = 1; 2; 3; 4…

Принимая во внимание решение Шварцшильда rгр
= 2gM/c2
либо rгр
= 2gE/c4
(E = mc2
) и подставляя в это решение вышеприведенные формулы при n = 1 получим отлично известные Планковские величины:

rгр
= (2p·hg/c3
)1/2
;

E = (2p·hc5
/g)1/2
.

Данный расчет делает «прозрачным» философскую и физическую суть базовой длины. Квант с таковой длины волны «не должен двигаться», на физическом уровне нереально ни излучить, ни принять этот квант. Хоть какой диапазон с ультрафиолетовой стороны обрезан принципно. В наиболее общем, философском плане базовая длина выступает той теоретической границей зания, от которой получить какую-либо информацию уже принципно нереально. Ниже уже не «наша физика».

2. Наибольшая темная дыра

1-ое предположение, которое навязывается само, то, что вся наша Вселенная есть конкретно таковая дыра. Но, вопреки всему, наблюдается только один экземпляр Вселенной, который смотрится совершенно не сингулярной точкой и небо над нами темное. вопросец даже не в том, что наблюдаемая Вселенная не достаточно припоминает сингулярность.

В решении Шварцшильда rгр
= 2gM/c2
меж массой М и граничным радиусом r имеется линейная зависимость. Плотность вещества есть отношение массы М к занимаемому размеру, пропорциональному r3
. Отсюда следует, что среднераспределенная предколлапсная плотность вещества темной дыры падает пропорционально кубу ее размеров. Наблюдаемой плотности вещества будет соответствовать кризис в довольно огромную, но все-же конечных размеров черную дыру. Тем наиболее, что ни о каком «внутреннем давлении» материи наблюдаемой части Вселенной речи быть не может. Нужен удовлетворительный ответ на вопросец: почему наблюдаемая часть Вселенной со полностью определенной конечной и ненулевой плотностью вещества не коллапсирует, не образует черную макси-дыру?

Проверяем:

При ненулевой настоящей средней плотности вещества Вселенной (по различным оценкам около 10–29
…10–30
г/см3
либо ρr
≈ 10–38
…10–39
кг/м3
) обычный подход просит неотклонимого образования огромного количества «настоящих темных макси-дыр» конечных размеров:

Rr
= 2gMr
/c2
.

Принимая округло Mr
= ρr
·4/3πRr
3
≈ 4ρr
Rr
3
получим:

Rr
= 2gMr
/c2
≈ 8gρr
Rr
3
/c2
.

Откуда: c2
= 8gρr
Rr
2
либо c2
/8gρr
= Rr
2
, Rr
= c/(8gρr
)0,5
.

Беря во внимание, что: g ≈ 6,7·10–11
Н·м2
·кг2
получим:

Rr
= 3·108
/(8·6,7·10–11
·10–39
)0,5
≈ 4·1032
[м].

Беря во внимание, что световой год примерно равен 0,9·1016
м, получим Rr
~ 1016
световых лет – что-то, довольно близкое к отлично знакомому. Смущает одно – расчетный радиус обычной темной макси-дыры «Вселенской» плотности приблизительно такого же порядка, что и наблюдаемая часть Вселенной, но в данной наблюдаемой части, нет даже намека на кризис либо сингулярное состояние материи в ней, быстрее напротив. Что отменяет решение Шварцшильда?

Не принимая во внимание открытые еще Фридманом антигравитационные (будем именовать вещи своими именами) характеристики лоренцинвариантной фазы вакуумоподобной среды, в рамках обычного осознания, удовлетворительного ответа на поставленный вопросец нет.

3. Самое спорное

Но реальная работа – не потакание заблуждениям. Быть может, для физика-теоретика чернордырная мифология и презентабельна, но не для философа. Хоть какому трезвомыслящему человеку явны внутренняя парадоксальность «чернодырной идеи» и удивительно, что авторитетные физики игнорируют ее. Довольно 1-го – нескончаемого времени заслуги горизонта хоть каким вещественным объектом исходя из убеждений наружного наблюдающего (остальных нет), чтоб на 100% уверенно констатировать – во Вселенной, не зависимо от времени ее существования, не могла быть сформирована ни одна темная дыра. Все «доказательства» – легенды, вначале противоречащие ОТО. Единственным разумным исследованием быть может только исследование предколлапсного состояния материи. Потому очень любопытно исследование поведение вещественных объектов, осязаемая часть вещества которого находится в значительно сильном гравитационном поле, в состоянии, где имеют пространство значительно релятивистские эффекты, а именно, Эффект Замедления времени.

Естественно, в предколлапсном состоянии замедление времени для хоть какого вещественного объекта Вселенной будет конечным. Эффект замедления времени должен будет проявляться, а именно и в том, что процессы, длящиеся в областях со слабенькой гравитацией один просвет времени, в мощной гравитации будут продолжаться для наружного наблюдающего значительно подольше.

И, напротив, для массы в сильном поле хоть какое наружное излучение станет значительно наиболее коротковолновым (голубое смещение), чем масс наружных областей. Иными словами, мощное гравитационное поле будет «разогревать» опускающиеся потоки излучения и «охлаждать» восходящие. Либо, по другому, релятивистская масса будет значительно «темнее», если желаете, «холоднее» не релятивистской при той же относительной скорости (том же соотношении v/c). Исходя из убеждений наружного наблюдающего количество соударений меж частичками релятивистского слоя начнет падать (падение внутреннего давления). Для самих частиц слоя, напротив, наблюдаемым эффектом будет повышение числа соударений частиц наружного слоя в единицу их времени (рост наружного давления), «побеление», «разогрев» наружных слоев.

Эффект замедления времени – не единственный учитываемый релятивистский эффект. Не наименьшее давления. Для самих частиц слоя наблюдаемым эффектом будет повышение «скорости» частиц наружных слоев (константой тут является не сама абсолютная величина скорости, а угол наклона мировой полосы частички (дела v/c), не изменяемый при отсутствии взаимодействия при изменении кривизны места), другими словами рост давления наружных слоев.

Релятивистский эффект Сокращения Длины приведет к тому, что для наружного наблюдающего действенные размеры частиц релятивистского слоя будут уменьшаться. Для самих частиц это будет эффект «роста внутреннего места», роста расстояний меж частичками слоя и сокращение числа соударений, означает, так же падение внутреннего давления. Таковым образом, мощное гравитационное поле не столько «преодолевает» внутреннее давление, сколько его «отменяет». Динамическое равновесие слоев материи безизбежно будет нарушено. Релятивистский слой начнет уплотняться. Это, в свою очередь, еще больше прирастит кривизну внутреннего места. Произойдет предколлапс, типичный «взрыв вовнутрь» с подходящим повышением массы релятивистского слоя и все огромным нарастанием релятивистских эффектов. Взрывное падение давления обязано приводить к переходу нейтронного состояния материи «падающих» слоев в обыденное состояние протон-электронной консистенции, поточнее консистенции, близкой по составу к сбросовым оболочкам сверхновых. В эталоне, за нескончаемый просвет времени, все тело могло бы стать стопроцентно «релятивистским», малогабаритным, с весьма «прохладным» для наружного наблюдающего состоянием обыденного вещества, но с ничтожно малыми действенными сечениями простых частиц. Для внутреннего наблюдающего наружная Вселенная, напротив, предстанет все наиболее «жаркой», со «сверхсветовыми» скоростями и «удивительно большенными действенными сечениями» частиц. Так как реальный полный кризис просит нескончаемого промежутка времени за хоть какой конечный просвет хоть какой вещественный объект вселенной хоть какой массы может пройти только конечную предколлапсную стадию сжатия. Но неравновесные процессы гравитационного сжатия будут значительно динамическими и породят серию ударных волн, и вовнутрь, и наружу, где релятивистские эффекты проявлены меньше, что безизбежно приведет к сбросу части наружных слоев. Этот сброс настолько же безизбежно уменьшит напряженность гравитационного поля и перезапустит весь вышеперечисленный механизм предколлапса в оборотном направлении с той различием, что релятивистский слой будет уже значительно перегрет наружной энергетической накачкой. Динамическое равновесие слоев материи безизбежно снова будет нарушено уже в другую сторону. Опосля фазы сжатия (взрыва вовнутрь) безизбежно обязана наступить фаза расширения – взрыва наружу. Остаток будет значимой функцией начальной массы объекта. Лишь для весьма мощных объектов, при пренебрежимо малой массе сбрасываемой наружной оболочке, существует маловероятная возможность сохраниться в чисто релятивистской фазе. Такие объекты будут наблюдаться как весьма малогабаритные образования из обыденного вещества, но с очень значимым гравитационным красноватым смещением спектров излучения. Обычная астрофизика, не признающая других разъяснений красноватого смещения, не считая эффекта Доплера, даст для их значительно большее реальному расчетное удаление с подходящим перерасчетом масс и светимостей, совсем не задумываясь над сверхочевидной парадоксальностью собственных расчетов.

Но наблюдательная астрономия понимает не только лишь сферические не вращающейся (низкооборотные) массы, да и быстровращающиеся. Потому бесспорный Энтузиазм представляет предколлапсное состояние материи, крутящееся с большенный угловой скоростью. Решающую роль тут будет играться не сферичность геометрии объекта, его сплюснустость, «блинообразность». В этом случае неизбежен прорыв «перегретого пара простых частиц внутреннего релятивистского слоя с стопроцентно стертой информацией о прошлых состояниях» только в самых «слабеньких» местах – у полюсов с вероятным переходом процесса в стационарный режим двуструйной генерации. Большая часть объектов потенциально предколлапсного состояния – активные центры галактик, наблюдаются конкретно в этом состоянии. Полностью может быть и мы с Вами когда-то издавна были таковой «струей», а когда-то и опять будем. Ею замыкается процесс «массооборота» вещества во Вселенной. Просчитать этот процесс – достойная Физика, хотя и не сверхсложная задачка, но загипнотизированное большая часть предпочитают «находить» черно-белые фантомы.

Перечень литературы

Демидов В.Е. время, хранимое как драгоценность. Глава 3-я. Часы для всех и для всякого. НиТ, 1999.

Быковский О.А. «Гравитационный феномен» и его решение. НиТ, 2000.

Носков Н.К. Явление запаздывания потенциала. НиТ, 2000.

Чиняков Г. Этюды о Вселенной. НиТ, 2001.

Торн К.С. Путешествие посреди чёрных дыр. Перевод с британского Елдышева Ю.Н. НиТ, 2002.

]]>