Федор Дергачев
В первой части статьи я декларировал:
«Из сравнения физики черных дыр и процессов Большого взрыва получается, что в первые секунды после Большого Взрыва материя, составляющая наблюдаемую часть Вселенной, находилась в условиях, аналогичных тем, которые описывает теория черных дыр!
…Рассмотрение Большого Взрыва с позиции теории черных дыр приносит поразительные результаты. Итак, «чёрной дырой астрономы называют область в пространстве-времени, в которой гравитационное притяжение настолько велико, что ничто, даже свет, не могут проникнуть наружу».
Но область, в которой сосредоточена материя в первые мгновения после Большого Взрыва как раз и должна являться таковой. Самые крупные («сверхмассивные») черные дыры (в центре галактик и в квазарах) достигают массы, в миллионы раз превосходящей солнечную. Но масса наблюдаемой Вселенной, по современным оценкам, превышает массу Солнца более чем в 10^20 раз – это 100 квинтиллионов (1 квинтиллион = 1 миллиард миллиардов)! Я человек не эмоциональный, но, тем не менее, уж и не знаю, сколько восклицательных знаков здесь ставить.
И вся эта огромная масса не создавала такую чудовищную силу гравитации, что искривление пространства‑времени не вызвало эффекта «черной дыры»? Для материи, расширяющейся во время Большого взрыва, время должно было замедлиться настолько, что из «горизонта событий» она не выбралась бы до сих пор. Это полностью исключило бы дальнейшее «разлетание» материи, составляющей впоследствии наблюдаемую часть Вселенной. Налицо логическое противоречие – либо наука неправильно понимает процессы Большого Взрыва, либо неверна теория черных дыр!»
Сразу были получены комментарии:
Алексей Галан (15 Сентября 2011, 04:58):
«Теория Большого взрыва является следствием того, что Эйнштейн в 1915 году сумел «вплести» гравитацию в существовавшую тогда пространственно-временную структуру Вселенной. На базе сходства явления гравитации с инерцией он выстроил теорию искривления пространства и времени, в которой последние могут принимать экстремальные характеристики «черных дыр» в случае сосредоточения в одной «точке» огромной массы. После этого «благодаря» Эйнштейну, все четыре известные науке взаимодействия легко «уложились» в формулы Общей теории относительности, не в квантовую теорию. Была создана «совершенная» математическая модель, которая полностью подтвердила теорию гравитации Эйнштейна, которая потом нашла свое практическое подтверждение вследствие наблюдения за небесными светилами.
С позиции здравого смысла теория гравитации Эйнштейна мало отличается от ранее существовавшей теории Ньютона. Эйнштейн перенес уже известные из электромагнетизма принципы на гравитацию и подвел под них алгебру, приписав гравитации некоторые искривления полей, которые уже практически наблюдались в электромагнетизме. Проблем с квантованием электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий у ученых не возникало, чего не скажешь о «квантовании» гравитации, которое до сих пор не получается. Частица «переноса гравитации» - гравитон - до сих пор не измерен на квантовом уровне, т.е. не подтвержден практически. Гравитон и все расчеты, связанные с гравитацией - голая теория, косвенно подтверждаемая лишь некоторыми наблюдениями поведения небесных тел с Земли.
На базе не доказанной до сих пор теории искривления пространства и времени возникла теория Большого взрыва, согласно которой в момент Большого взрыва вся Вселенная была исторгнута из микроскопического ядра – «черной дыры», поскольку в центрах «черных дыр» чудовищные массы сжимаются до микроскопических объемов.
Далее следуют «решение Шварцшильда» и «расширяющаяся Вселенная» Хаббла, которые легли в основу теории Большого взрыва.
Создав теорию Большого взрыва, физики уперлись в противоречие, которое на квантовом уровне выражалось в несовместимости уравнений Общей теории относительности и квантовой механики (бесконечные результаты). Ученые не знают, что на самом деле происходит с пространством, временем и материей, когда они находятся в спрессованном состоянии, подобном состоянию в момент Большого взрыва или в центре черной дыры. Сторонники Теории суперструн утверждают, что им почти удалось объяснить что происходит с материей, пространством и временем в «черных дырах» - теоретически. Практическая деятельность также не останавливается, построены огромные ускорители частиц, в которых предполагается, достигнут опытного подтверждения образования Вселенной из Большого взрыва.
Ученые утверждают, что те черные дыры, которые находятся во Вселенной, массы которых во много раз больше массы Солнца, так велики и тяжелы, что для описания их свойств не нужна квантовая механика, и вполне достаточно уравнений Общей теории относительности. А существование «черных дыр» на квантовом уровне не доказано, ввиду возможности проникновения исследований на «планковский» уровень «сжатия материи». Пытаясь доказать происхождение Вселенной от Большого взрыва, ученые проводят параллели между микромиром квантовых частиц и макромиром небесных тел и галактик.
Практически исследовать галактики не позволяет техника, также как техника не позволяет практически исследовать струны. Поэтому теория Большого взрыва - научная гипотеза, не имеющая под собой главного научного критерия - опытно-практических подтверждений.
Руководствуясь принципом общего полевого единства микромира и макромира, ученые ищут практические доказательства в микромире, создавая гигантские ускорители частиц. Правда при этом теоретическая база Общей теории относительности, которой руководствуются, не соответствующая объективной реальности - обязательно должна привести к краху подобных опытов. Парадокс состоит в том, что сами же ученые отмечают некоторые противоречия в имеющихся практических подтверждениях теории Большого взрыва. Эти противоречия якобы «обнуляет» Теория суперструн, но проверить практически ее возможно вследствие малых величин. Все эксперименты на ускорителях пока заканчиваются, не достигая 17 порядков до «планковской величины».
В то же время, имеющиеся уравнения Общей теории относительности, если их применять к короткому отрезку «времени творения» - от момента Большого взрыва до «планковского времени» - когда Вселенная была сильно сжата и перегрета, приведут к абсурду. Вселенная сожмется до нуля, а температура и плотность в ней обратятся в бесконечность. А поэтому теоретическая модель Вселенной, основанная на эйнштейновских «законах гравитации» - в начальный момент времени превращается в абсурд и теряет всякий смысл. Это еще раз свидетельствует о том, что теория Большого взрыва, мягко говоря, учитывает не все параметры Вселенной и неправильно трактует явление гравитации.
Последнее в наше время подтверждается действиями учёных, проводящих исследования в опытных лабораториях на ускорителях. Ускорители употребляются для исследований частиц, размеры которых меньше, чем разрешающие способности техники. И, естественно, интерес учёных к таким практическим исследованиям весьма велик. Ведь, получая образ невидимой до сих пор микрочастицы, они углубляются всё дальше в квантовый мир, и, как считают, приближаются к подтверждению модели Большого взрыва. Ведь чтобы эту модель подтвердить в первые моменты (от взрыва до «планковского времени»), нужно углубиться на уровень самых мелких субстанций (которыми считают струны).
Здесь есть два барьера, которые учёные не смогли преодолеть. Первый касается того, что при столкновениях в ускорителях исследуются слабое, сильное и электромагнитное излучение. Гравитационное взаимодействие при достижимых энергиях и скоростях оказывается слишком слабым и обычно не учитывается. Поэтому современные эксперименты не могут подтвердить струнную природу материи (здесь нужен ускоритель гигантских масштабов) с помощью моделирования первых секунд "Большого взрыва"». (Опубликовано в блоге http://www.liveinternet.ru/users/artefact-2007/post184269478/).
С позиции здравого смысла теория гравитации Эйнштейна мало отличается от ранее существовавшей теории Ньютона. Эйнштейн перенес уже известные из электромагнетизма принципы на гравитацию и подвел под них алгебру, приписав гравитации некоторые искривления полей, которые уже практически наблюдались в электромагнетизме. Проблем с квантованием электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий у ученых не возникало, чего не скажешь о «квантовании» гравитации, которое до сих пор не получается. Частица «переноса гравитации» - гравитон - до сих пор не измерен на квантовом уровне, т.е. не подтвержден практически. Гравитон и все расчеты, связанные с гравитацией - голая теория, косвенно подтверждаемая лишь некоторыми наблюдениями поведения небесных тел с Земли.
На базе не доказанной до сих пор теории искривления пространства и времени возникла теория Большого взрыва, согласно которой в момент Большого взрыва вся Вселенная была исторгнута из микроскопического ядра – «черной дыры», поскольку в центрах «черных дыр» чудовищные массы сжимаются до микроскопических объемов.
Далее следуют «решение Шварцшильда» и «расширяющаяся Вселенная» Хаббла, которые легли в основу теории Большого взрыва.
Создав теорию Большого взрыва, физики уперлись в противоречие, которое на квантовом уровне выражалось в несовместимости уравнений Общей теории относительности и квантовой механики (бесконечные результаты). Ученые не знают, что на самом деле происходит с пространством, временем и материей, когда они находятся в спрессованном состоянии, подобном состоянию в момент Большого взрыва или в центре черной дыры. Сторонники Теории суперструн утверждают, что им почти удалось объяснить что происходит с материей, пространством и временем в «черных дырах» - теоретически. Практическая деятельность также не останавливается, построены огромные ускорители частиц, в которых предполагается, достигнут опытного подтверждения образования Вселенной из Большого взрыва.
Ученые утверждают, что те черные дыры, которые находятся во Вселенной, массы которых во много раз больше массы Солнца, так велики и тяжелы, что для описания их свойств не нужна квантовая механика, и вполне достаточно уравнений Общей теории относительности. А существование «черных дыр» на квантовом уровне не доказано, ввиду возможности проникновения исследований на «планковский» уровень «сжатия материи». Пытаясь доказать происхождение Вселенной от Большого взрыва, ученые проводят параллели между микромиром квантовых частиц и макромиром небесных тел и галактик.
Практически исследовать галактики не позволяет техника, также как техника не позволяет практически исследовать струны. Поэтому теория Большого взрыва - научная гипотеза, не имеющая под собой главного научного критерия - опытно-практических подтверждений.
Руководствуясь принципом общего полевого единства микромира и макромира, ученые ищут практические доказательства в микромире, создавая гигантские ускорители частиц. Правда при этом теоретическая база Общей теории относительности, которой руководствуются, не соответствующая объективной реальности - обязательно должна привести к краху подобных опытов. Парадокс состоит в том, что сами же ученые отмечают некоторые противоречия в имеющихся практических подтверждениях теории Большого взрыва. Эти противоречия якобы «обнуляет» Теория суперструн, но проверить практически ее возможно вследствие малых величин. Все эксперименты на ускорителях пока заканчиваются, не достигая 17 порядков до «планковской величины».
В то же время, имеющиеся уравнения Общей теории относительности, если их применять к короткому отрезку «времени творения» - от момента Большого взрыва до «планковского времени» - когда Вселенная была сильно сжата и перегрета, приведут к абсурду. Вселенная сожмется до нуля, а температура и плотность в ней обратятся в бесконечность. А поэтому теоретическая модель Вселенной, основанная на эйнштейновских «законах гравитации» - в начальный момент времени превращается в абсурд и теряет всякий смысл. Это еще раз свидетельствует о том, что теория Большого взрыва, мягко говоря, учитывает не все параметры Вселенной и неправильно трактует явление гравитации.
Последнее в наше время подтверждается действиями учёных, проводящих исследования в опытных лабораториях на ускорителях. Ускорители употребляются для исследований частиц, размеры которых меньше, чем разрешающие способности техники. И, естественно, интерес учёных к таким практическим исследованиям весьма велик. Ведь, получая образ невидимой до сих пор микрочастицы, они углубляются всё дальше в квантовый мир, и, как считают, приближаются к подтверждению модели Большого взрыва. Ведь чтобы эту модель подтвердить в первые моменты (от взрыва до «планковского времени»), нужно углубиться на уровень самых мелких субстанций (которыми считают струны).
Здесь есть два барьера, которые учёные не смогли преодолеть. Первый касается того, что при столкновениях в ускорителях исследуются слабое, сильное и электромагнитное излучение. Гравитационное взаимодействие при достижимых энергиях и скоростях оказывается слишком слабым и обычно не учитывается. Поэтому современные эксперименты не могут подтвердить струнную природу материи (здесь нужен ускоритель гигантских масштабов) с помощью моделирования первых секунд "Большого взрыва"». (Опубликовано в блоге http://www.liveinternet.ru/users/artefact-2007/post184269478/).
gopman (15 сентября 2011, 17:15):
«Позволю себе некоторые замечания по сути этой, довольно добротной статьи. Первое, что сразу бросается в глаза, так это довольно стандартная ошибка, к сожалению, довольно часто встречающаяся при подобных рассуждениях - попытка обобщить выводы общей теории относительности (ОТО) на объекты, под описание ею не подпадающие и несколько некорректные выводы, которые якобы из нее следуют. Для обоснования этой тезы начну с казалось бы банального вопроса, а на какой вопрос отвечает ОТО? Фактически она говорит, что увидит наблюдатель, пытающийся осмыслить свое окружение. То есть, полученные выводы справедливы всегда в системе отсчета, связанной с наблюдателем! Теперь о решениях Карла Шварцшильда. Сразу хочу сказать, что эти решения получены для стороннего наблюдателя и отвечают на вопрос - что увидит сторонний наблюдатель, пытающийся осознать что происходит в областях с сильной гравитацией. Повторяю - сторонний наблюдатель! Он видит, как правильно было указано, черную дыру. А вот «что ощущает пересекающий горизонт событий индивид», ему понять просто не дано. Ответ на этот вопрос дают решения Керра, полученные для той же физической системы, но уже в сопутствующей движущемуся объекту системе отсчета. Удивительно, но в сопутствующей (движущейся с объектом) системе отсчета, сингулярности просто исчезают! Другими словами, наблюдатель, падающий в черную дыру, просто не заметит момента пересечения горизонта событий! А вот для стороннего наблюдателя он просто исчезнет, уйдет за горизонт событий. Так что никакого дискомфорта при его пересечении. Другими словами, нет никакого основания для обобщения решений Шварцшильда на сопутствующую систему отсчета. Замечу, что решения Шварцшильда и решения Керра переходят одно в другое при «банальном» преобразовании пространственно-временных координат! А так соблазнительно...
[Алексей Галан: «…Имеющиеся уравнения Общей теории относительности, если их применять к короткому отрезку "времени творения" - от момента Большого взрыва до «планковского времени» - когда Вселенная была сильно сжата и перегрета, приведут к абсурду»].
Естественно, и другого просто быть не может! ОТО является теорией сугубо классической и для описания существенно квантовых режимов она просто не предназначена! Попытка сделать это немедленно приведет к абсурду, поскольку ОТО, впрочем, как и любая иная теория, не является всеобъемлющей и не описывает все. Она имеет свои, довольно четкие границы применимости. И не стоит их нарушать. А предлагаемый к описанию режим является существенно квантовым! ОТО просто не позволяет исследовать временные промежутки порядка планковских, т.е. самые ранние моменты существования Вселенной после Большого Взрыва. Но в данный момент имеют место быть и попытки построения теории, позволяющей описывать именно квантовые режимы. Наиболее успешной в этом направлении (ИМХО) является теория Квантовой Петлевой Гравитации (Quantum Loop Gravity), активно развивающаяся с начала этого века. Я имею в виду работы А.Ашчекара (Abhay Ashtekar) и его команды. Попытку популяризации, может не совсем удачной, этой теории можно увидеть здесь.
Немного о сингулярностях в ОТО. Почему-то, никто не говорит о том, что эти сингулярности, на самом деле, являются довольно странными. Немного о сингулярности, породившей Большой Взрыв. Начну с того, что самая большая проблема в ОТО это системы отсчета. Фактически невозможно в общем случае «синхронизировать» любые две таких системы. Посему ОТО оперирует с бесконечным числом систем отсчета! Грубо говоря, в каждой точке пространства-времени своя система отсчета! Тут же возникает вопрос - а сколько сингулярностей во всем пространстве-времени? Есть и еще один момент, отражающий «странность» сингулярностей. Дело в том, что любая частица движется в пространстве-времени по своей геодезической. Эти геодезические можно продолжить и до Большого Взрыва. Удивительно, что геодезические всех частичек в этой «сингулярности» не перемешиваются и, в принципе, их можно отследить и за Большой Взрыв! Странная сингулярность, однако. Очень аккуратно ужимает все в точку, при этом ничего не перемешивая и не теряя информации :))))) Это я говорю, как Вы понимаете, о тех реальных вопросах, которые ставит ОТО.
Ну и на завершение этого комментария. По современным понятиям черные дыры и сингулярность, породившая «Большой взрыв», действительно явления родственные. Да и иного просто быть не может, поскольку в этих областях всем управляет квантовая гравитация». (Комментарий к первой части статьи, перепечатанной на портале «ОКО ПЛАНЕТЫ» http://oko-planet.su/science/sciencediscussions/81028-chernaya-dyra-s-massoy-vselennoy.html - редакторская правка Федора Дергачева).
Естественно, и другого просто быть не может! ОТО является теорией сугубо классической и для описания существенно квантовых режимов она просто не предназначена! Попытка сделать это немедленно приведет к абсурду, поскольку ОТО, впрочем, как и любая иная теория, не является всеобъемлющей и не описывает все. Она имеет свои, довольно четкие границы применимости. И не стоит их нарушать. А предлагаемый к описанию режим является существенно квантовым! ОТО просто не позволяет исследовать временные промежутки порядка планковских, т.е. самые ранние моменты существования Вселенной после Большого Взрыва. Но в данный момент имеют место быть и попытки построения теории, позволяющей описывать именно квантовые режимы. Наиболее успешной в этом направлении (ИМХО) является теория Квантовой Петлевой Гравитации (Quantum Loop Gravity), активно развивающаяся с начала этого века. Я имею в виду работы А.Ашчекара (Abhay Ashtekar) и его команды. Попытку популяризации, может не совсем удачной, этой теории можно увидеть здесь.
Немного о сингулярностях в ОТО. Почему-то, никто не говорит о том, что эти сингулярности, на самом деле, являются довольно странными. Немного о сингулярности, породившей Большой Взрыв. Начну с того, что самая большая проблема в ОТО это системы отсчета. Фактически невозможно в общем случае «синхронизировать» любые две таких системы. Посему ОТО оперирует с бесконечным числом систем отсчета! Грубо говоря, в каждой точке пространства-времени своя система отсчета! Тут же возникает вопрос - а сколько сингулярностей во всем пространстве-времени? Есть и еще один момент, отражающий «странность» сингулярностей. Дело в том, что любая частица движется в пространстве-времени по своей геодезической. Эти геодезические можно продолжить и до Большого Взрыва. Удивительно, что геодезические всех частичек в этой «сингулярности» не перемешиваются и, в принципе, их можно отследить и за Большой Взрыв! Странная сингулярность, однако. Очень аккуратно ужимает все в точку, при этом ничего не перемешивая и не теряя информации :))))) Это я говорю, как Вы понимаете, о тех реальных вопросах, которые ставит ОТО.
Ну и на завершение этого комментария. По современным понятиям черные дыры и сингулярность, породившая «Большой взрыв», действительно явления родственные. Да и иного просто быть не может, поскольку в этих областях всем управляет квантовая гравитация». (Комментарий к первой части статьи, перепечатанной на портале «ОКО ПЛАНЕТЫ» http://oko-planet.su/science/sciencediscussions/81028-chernaya-dyra-s-massoy-vselennoy.html - редакторская правка Федора Дергачева).
Михаил Брагин (17 сентября 2011, 23:40):
«"И вся эта огромная масса не создавала такую чудовищную силу гравитации, что искривление пространства‑времени не вызвало эффекта «черной дыры»?" - если смотреть за какой момент времени (время тоже только зарождалось) произошел разлет этой массы - то все встает на места. а если учесть, что дальше пошел процесс образования неоднородности масс в пространстве. Большой взрыв – некий процесс возникновения Вселенной из сингулярности: особой ситуации, для которой современные законы физики неприменимы.
Физиков такое положение вещей не устраивает: им хочется понять и сам процесс Большого взрыва. Именно поэтому сейчас предпринимаются многочисленные попытки построить теорию, которая была бы применима и к этой ситуации. Поскольку в первые мгновения после Большого взрыва самой главной силой была гравитация, считается, что достичь этой цели возможно только в рамках не построенной пока квантовой теории гравитации.
Одно время физики надеялись, что квантовая гравитация будет описана с помощью теории суперструн, но недавний кризис суперструнных теорий поколебал эту уверенность. В такой ситуации больше внимания стали привлекать иные подходы к описанию квантовогравитационных явлений, и в частности, петлевая квантовая гравитации. Ранняя Вселенная была очень горячей. Даже если протоны и нейтроны при столкновении объединялись и формировали более тяжелые ядра, время их существования было ничтожным, потому что уже при следующем столкновении с еще одной тяжелой и быстрой частицей ядро снова распадалось на элементарные компоненты. Выходит, что с момента Большого взрыва должно было пройти около трех минут, прежде чем Вселенная остыла настолько, чтобы энергия соударений несколько смягчилась, и элементарные частицы начали образовывать устойчивые ядра. В истории ранней Вселенной это ознаменовало открытие окна возможностей для образования ядер легких элементов. Все ядра, образовывавшиеся в первые три минуты, неизбежно распадались; в дальнейшем начали появляться устойчивые ядра.
Однако это первичное образование ядер (так называемый нуклеосинтез) на ранней стадии расширения Вселенной продолжался очень недолго. Вскоре после первых трех минут частицы разлетелись так далеко друг от друга, что столкновения между ними стали крайне редкими, и это ознаменовало закрытие окна синтеза ядер. В этот краткий период первичного нуклеосинтеза в результате соударений протонов и нейтронов образовались дейтерий (тяжелый изотоп водорода с одним протоном и одним нейтроном в ядре), гелий-3 (два протона и нейтрон), гелий-4 (два протона и два нейтрона) и, в незначительном количестве, литий-7 (три протона и четыре нейтрона). Все более тяжелые элементы образуются позже — при формировании звезд .
«Инфляционная стадия расширения Вселенной» http://elementy.ru/trefil/21082 - здесь очень интересно и понятно рассказывается о первых миллисекундах вселенной. Это должно ответить на некоторые ваши вопросы. И, конечно же, еще больше вызвать новых!!!
Успехов!!»
Физиков такое положение вещей не устраивает: им хочется понять и сам процесс Большого взрыва. Именно поэтому сейчас предпринимаются многочисленные попытки построить теорию, которая была бы применима и к этой ситуации. Поскольку в первые мгновения после Большого взрыва самой главной силой была гравитация, считается, что достичь этой цели возможно только в рамках не построенной пока квантовой теории гравитации.
Одно время физики надеялись, что квантовая гравитация будет описана с помощью теории суперструн, но недавний кризис суперструнных теорий поколебал эту уверенность. В такой ситуации больше внимания стали привлекать иные подходы к описанию квантовогравитационных явлений, и в частности, петлевая квантовая гравитации. Ранняя Вселенная была очень горячей. Даже если протоны и нейтроны при столкновении объединялись и формировали более тяжелые ядра, время их существования было ничтожным, потому что уже при следующем столкновении с еще одной тяжелой и быстрой частицей ядро снова распадалось на элементарные компоненты. Выходит, что с момента Большого взрыва должно было пройти около трех минут, прежде чем Вселенная остыла настолько, чтобы энергия соударений несколько смягчилась, и элементарные частицы начали образовывать устойчивые ядра. В истории ранней Вселенной это ознаменовало открытие окна возможностей для образования ядер легких элементов. Все ядра, образовывавшиеся в первые три минуты, неизбежно распадались; в дальнейшем начали появляться устойчивые ядра.
Однако это первичное образование ядер (так называемый нуклеосинтез) на ранней стадии расширения Вселенной продолжался очень недолго. Вскоре после первых трех минут частицы разлетелись так далеко друг от друга, что столкновения между ними стали крайне редкими, и это ознаменовало закрытие окна синтеза ядер. В этот краткий период первичного нуклеосинтеза в результате соударений протонов и нейтронов образовались дейтерий (тяжелый изотоп водорода с одним протоном и одним нейтроном в ядре), гелий-3 (два протона и нейтрон), гелий-4 (два протона и два нейтрона) и, в незначительном количестве, литий-7 (три протона и четыре нейтрона). Все более тяжелые элементы образуются позже — при формировании звезд .
«Инфляционная стадия расширения Вселенной» http://elementy.ru/trefil/21082 - здесь очень интересно и понятно рассказывается о первых миллисекундах вселенной. Это должно ответить на некоторые ваши вопросы. И, конечно же, еще больше вызвать новых!!!
Успехов!!»
Спасибо Алексею Галану, блогеру «gopman» и Михаилу Брагину за очень грамотные, обстоятельные ответы на вопрос, поставленный в статье. Они помогли сначала привести в порядок мои собственные мысли, а затем сформулировать следующие вопросы.
С благодарностью принимаю аргументы о сингулярности, породившей Большой Взрыв, а также замечания о квантовом режиме событий, происшедших от момента Взрыва до «планковского времени».
Теперь могу продолжить свои рассуждения. Цитирую статью из «Викпедии»:
«Гравитационный радиус (или радиус Шварцшильда) представляет собой характерный радиус, определённый для любого физического тела, обладающего массой: это радиус сферы в яркостных координатах, на которой находился бы горизонт событий, создаваемый этой массой в общей теории относительности, если бы она была распределена сферически-симметрично, была бы неподвижной (в частности, не вращалась, но радиальные движения допустимы), и целиком лежала бы внутри этой сферы.
Гравитационный радиус пропорционален массе тела m и равен rg = 2Gm / c2, где G — гравитационная постоянная, с - скорость света в вакууме. Это выражение можно записать как 
, где rg измеряется в метрах, а m - в килограммах. Для астрофизики удобной является запись 
км, где 
— масса Солнца.
, где rg измеряется в метрах, а m - в килограммах. Для астрофизики удобной является запись км, где — масса Солнца.
По величине гравитационный радиус совпадает с радиусом сферически-симметричного тела, для которого в классической механике вторая космическая скорость на поверхности была бы равна скорости света. На важность этой величины впервые обратил внимание Джон Мичелл в своём письме к Генри Кавендишу, опубликованном в 1784 году. В рамках общей теории относительности гравитационный радиус (в других координатах) впервые вычислил в 1916 году Карл Шварцшильд (см. метрика Шварцшильда).
Гравитационный радиус обычных астрофизических объектов ничтожно мал по сравнению с их действительным размером: так, для Земли rg = 0,884 см, для Солнца rg = 2,95 км . Исключение составляют нейтронные звёзды и гипотетические бозонные и кварковые звёзды. Например, для типичной нейтронной звезды радиус Шварцшильда составляет около 1/3 от её собственного радиуса. Это обусловливает важность эффектов общей теории относительности при изучении таких объектов.
Если тело сжать до размеров гравитационного радиуса, то никакие силы не смогут остановить его дальнейшего сжатия под действием сил тяготения. Такой процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом, может происходить с достаточно массивными звёздами (как показывает расчёт, с массой больше двух—трёх солнечных масс) в конце их эволюции: если, исчерпав ядерное «горючее», звезда не взрывается и не теряет массу, то, сжимаясь до размеров гравитационного радиуса, она должна испытывать релятивистский гравитационный коллапс. При гравитационном коллапсе из-под сферы радиуса rg не может выходить никакое излучение, никакие частицы. С точки зрения внешнего наблюдателя, находящегося далеко от звезды, с приближением размеров звезды к rg собственное время частиц звезды неограниченно замедляет темп своего течения. Поэтому для такого наблюдателя радиус коллапсирующей звезды приближается к гравитационному радиусу асимптотически, никогда не становясь меньше его.
Физическое тело, испытавшее гравитационный коллапс, как и тело, радиус которого меньше его гравитационного радиуса, называется чёрной дырой. Сфера радиуса rg совпадает с горизонтом событий невращающейся чёрной дыры. Для вращающейся чёрной дыры горизонт событий имеет форму эллипсоида, и гравитационный радиус даёт оценку его размеров. Радиус Шварцшильда для сверхмассивной черной дыры в центре Галактики равен примерно 16 миллионам километров». http://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_радиус
Важно прикинуть размеры радиус Шварцшильда для тела с массой наблюдаемой Вселенной, по современным оценкам, превышающей массу Солнца более чем в 10^20 раз – это 100 квинтиллионов (1 квинтиллион = 1 миллиард миллиардов). Согласно вышеприведенным формулам, этот радиус составляет 300 квинтиллионов (3x10^20) километров. Переведя в привычные астрофизикам единицы, получим квадриллион (10^15) световых секунд или свыше 31 688 тысяч световых лет.
Скорость расширения после Большого Взрыва с течением времени постоянно снижалась, и материя Вселенной достигла этого рубежа (радиус Шварцшильда) за время, значительно превышавшее 30 миллионов лет.
Что же происходило в это время с упомянутой материей?
«Охлаждение Вселенной продолжалось в течение 1 микросекунды. За это время частицы, наполняющие крохотную, размером не более 10^-14 см , Вселенную, приобретают массу, их энергия увеличивается, и появляются новые частицы – «настоящие» кварки – с массой – кирпичики той материи, из которой и состоит современная Вселенная. Стало возможным слияние кварков в более массивные частицы – адроны и антиадроны.
Но Вселенная продолжала остывать, и это привело к уменьшению числа адронов по сравнению с числом лептонов. Среди лептонов имеются нейтрино. В этот период жизни Вселенной (на этот момент ей исполнилось примерно 10 сек) нейтрино, практически не обладающие массой, оказались на свободе: их расширение происходило независимо от всех остальных частиц. Это – реликтовые нейтрино. Ожидается, что они сохранились до сих пор...
Тем временем, аннигиляция частиц продолжалась, что вызвало увеличение числа фотонов. Вселенная стала состоять практически из одного излучения – фотонов и нейтрино. Это была радиационная эра в её развитии. Дальнейшее уменьшение температуры за счёт расширения Вселенной и уменьшение энергии излучения привело к тому, что через десятки тысяч лет после Большого взрыва вещество начинало преобладать над изучением, и практически перестало взаимодействовать с излучением. А через сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная как будто «забыла» о своём исходном состоянии». (М.И. Панасюк «Странники Вселенной или эхо Большого взрыва»). http://nuclphys.sinp.msu.ru/pilgrims/cr01.htm
Но Вселенная продолжала остывать, и это привело к уменьшению числа адронов по сравнению с числом лептонов. Среди лептонов имеются нейтрино. В этот период жизни Вселенной (на этот момент ей исполнилось примерно 10 сек) нейтрино, практически не обладающие массой, оказались на свободе: их расширение происходило независимо от всех остальных частиц. Это – реликтовые нейтрино. Ожидается, что они сохранились до сих пор...
Тем временем, аннигиляция частиц продолжалась, что вызвало увеличение числа фотонов. Вселенная стала состоять практически из одного излучения – фотонов и нейтрино. Это была радиационная эра в её развитии. Дальнейшее уменьшение температуры за счёт расширения Вселенной и уменьшение энергии излучения привело к тому, что через десятки тысяч лет после Большого взрыва вещество начинало преобладать над изучением, и практически перестало взаимодействовать с излучением. А через сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная как будто «забыла» о своём исходном состоянии». (М.И. Панасюк «Странники Вселенной или эхо Большого взрыва»). http://nuclphys.sinp.msu.ru/pilgrims/cr01.htm
«Согласно современной космологии, все 10^78 нуклонов существовали уже через 100 секунд после Большого взрыва». http://www.popmech.ru/article/1689-embrionyi-galaktik/
Таким образом, речь в моем вопросе идет уже не о первоначальной «сингулярности, породившей Большой Взрыв» - о ней достаточно подробно написали Алексей Галан и блогер «gopman». Они, безусловно, правы – квантовые эффекты в первые секунды после Взрыва значительно превосходили гравитационные. Но время шло, квантовые эффекты уменьшались, а гравитационные нарастали.
И я повторяю свой вопрос, немного его скорректировав:
Для материи Вселенной, расширявшейся в период 30 миллионов лет после Большого взрыва внутри радиуса Шварцшильда, после завершения «планковского времени» преобладания квантовых эффектов и установления доминирования сил гравитации время должно было замедлиться настолько, что из «горизонта событий» она не выбралась бы никогда. Это полностью исключило бы дальнейшее «разлетание» материи, составившей впоследствии наблюдаемую часть Вселенной. Налицо логическое противоречие – либо наука неправильно понимает процессы Большого Взрыва, либо неверна теория черных дыр!
«Черная дыра с массой Вселенной?» Часть 3 http://artefact-2007.blogspot.com/2011/10/3_13.html
«Апология необъяснимого». Часть 3. «Тайная история Вселенной» http://artefact-2007.blogspot.com/2012/01/blog-post.html
«Черная дыра с массой Вселенной?» Часть 4. «Предыстория Вселенной» http://artefact-2007.blogspot.com/2012/03/blog-post_21.html
«Черная дыра с массой Вселенной?» Часть 6 «Лекция Германа Верлинде в Российской Академии наук» http://artefact-2007.blogspot.com/2012/06/6.html
Обсуждение данной статьи с уважаемым мной блогером «А.Г.» - http://artefact-2007.blogspot.com/2011/09/blog-post_29.html
ОтветитьУдалитьСожалею и прошу прощения за краткость ответа - совсем нет времени на развернутое выражение спутанной мысли искателя )))
ОтветитьУдалитьВкрадце хотел бы добавить к вариантам вашего "противоречия" еще один, который это противоречие убирает.
Если, по Вашим словам, Вселенная, расширявшаяся в период 30 миллионов лет после Большого взрыва внутри (СВОЕГО) радиуса Шварцшильда, время должно было замедлиться настолько, что из «горизонта событий» она не выбралась бы никогда.
"...либо наука неправильно понимает процессы Большого Взрыва, либо неверна теория черных дыр...", либо сама наблюдаемая нами вселенная сам же и лежит внутри своего же горизонта событий, как и мы - ее наблюдатели.)))а ее расширение - это эффект, наблюдаемый изнутри горизонта событий.
А если серьезнее, то определение Гравитационный радиус (или радиус Шварцшильда) действительно для однородно распределенной массы, коей Вселенная не является. Потому и не получается у нее быть одной Черной дырой, что распределенная в ней материя формирует отдельные участки массы, гравитации, находящиеся друг от друга на достаточно большом расстоянии, чтобы не взаимодействовать между собой как Единый объект "масса Вселенной". Масса дерева в лесу формирует Понятие - Масса Леса, но это Понятие не является Объектом, оно лишь совокупность отдельных объектов. Так и Вселенную корректно рассматривать не как объект, а как совокупность объектов с разными характеристиками.
ИМХО!!!
Nakoda
ОтветитьУдалитьСпасибо.
Замечу, впрочем, что в рассматриваемое в статье первоначальное время своего существования Вселенная была практически однородной – протогалактики и протозвезды возникли гораздо позже.
С другой стороны, та материя, которая «схлопывается» в черные дыры в наше время, тоже не является идеально однородной. Силы сжатия настолько велики, что «сминают» любую «совокупность объектов с разными характеристиками».
Обязательно учту Ваш комментарий в своих рассуждениях.
Комментарий читателя под ником «Александр»:
ОтветитьУдалить«Уважаемый Федор!
Большое спасибо за информацию о Вашей статье, посвященной теории Большого взрыва.
Часть 1 http://www.liveinternet.ru/users/artefact-2007/post184269478/
Часть 2 http://artefact-2007.blogspot.com/2011/09/2.html
…Извините, что не написал Вам сразу…
Очень хотелось бы написать Вам свои впечатления об этой работе.
С моей точки зрения дилетанта в области физики, ваши выводы по поводу теории Большого взрыва мне представляются очень логичными. Противоречие между теоретической (абстрактной) черной дырой и «разлетанием» космического вещества после Большого взрыва пока не разрешено. Одним из возможных решений мне представляется то, что при Большом взрыве могла быть выделена такая огромная энергия, которая могла преодолеть притяжение черной дыры. Однако, возможно ли это, я не знаю :)
…Александр».
http://www.itar-tass.com/c9/246570.html
ОтветитьУдалитьLeonid Vilenski
УдалитьСпасибо за ссылку.
Изложение указанной теории и мой комментарий к ней можете прочитать в публикации "Российские ученые построили новую теорию происхождения Вселенной" http://artefact-2007.blogspot.ru/2011/10/3_13.html (13 октября 2011 года).
С уважением,
Федор Дергачев.
«Сегодня наша Вселенная состоит из большого числа звезд, не говоря уж о скрытой массе. И может показаться, что полная энергия и масса Вселенной огромны. И совершенно непонятно, как это все могло поместиться в первоначальном объеме 10^-99 куб. см. Однако во Вселенной существует не только материя, но и гравитационное поле. Известно, что энергия последнего отрицательна и, как оказалось, в нашей Вселенной энергия гравитации в точности компенсирует энергию, заключенную в частицах, планетах, звездах и прочих массивных объектах. Таким образом, закон сохранения энергии прекрасно выполняется, и суммарная энергия и масса нашей Вселенной практически равны нулю. И менно это обстоятельство отчасти объясняет, почему зарождающаяся Вселенная тут же после появления не превратилась в огромную черную дыру. Ее суммарная масса была совершенно микроскопична, и вначале просто нечему было коллапсировать. И только на более поздних стадиях развития появились локальные сгустки материи, способные создавать вблизи себя такие гравитационные поля, из которых не может вырваться даже свет. Соответственно, и частиц, из которых «сделаны» звезды, на начальной стадии развития просто не существовало. Элементарные частицы начали рождаться в тот период развития Вселенной, когда инфлатонное поле достигло минимума потенциальной энергии и начался Большой взрыв». («Научный взгляд на сотворение Вселенной». 13 Октября 2009). http://planetologia.ru/sun/146-scientific-view-of-the-creation-of-the-universe.html
ОтветитьУдалитьУважаемый Федор! Вы могли бы заострить свою аргументацию, указав, что в этой первичной вселенной явно были ЧАСТИ, которые удовлетворяли условию коллапаса. Иными словами, за эти 30 миллионов лет, если и не вся вселенная, но её значительная часть должна была распасться на черные дыры. Интересно даже, что современная космология не только не рассматривает указанное Вами противоречие (тут, допустим, можно отделаться словами о "неправомерных обобщениях" ОТО на всю вселенную), но даже явную возможность множественных коллапсов частей расширяющейся вселенной.
УдалитьПавел Вадимович, хорошая мысль, спасибо, но я бы предпочел, чтобы Вы сами провели такой анализ. В таком случае мне, возможно, удастся несколько скорректировать свою логику.
УдалитьЯ подписался на Ваш блог http://poluyan.livejournal.com/ и в случае, если Вы опубликуете соответствующий пост, сразу размещу свой комментарий.
Если быть точным, то "современная космология" все же рассматривала такой вариант - если посмотреть последние статьи академика Маркова в УФН (можно найти). Он там описывает этап, когда вся материя вселенной представлена в форме "газа" из черных дыр. А в целом космология обходит эту трудность весьма хитро, введена особая стадия - ИНФЛЯЦИЯ - когда внутренность сингулярности, только-только раскрывщаяся и представленная возбужденным вакуумом, мгновенно раздувается до огромных объемов - так, что никакой угрозы коллапса уже не возникает. Поэтому, думаю, и была так "на ура" воспринята эта инфляционная теория. А так, в целом, никто из космологов, отмеченную Вами трудность, не акцентирует. Наоборот, и Хокинг и Пенроуз пишут, что большой взрыв - это коллапс в черную дыру, только наоборот - при обратном ходе времени. Но ведь сразу же ясно, что коллапс - это естественное стягивание материи, оказавшейся под гравитационным радиусом. А вот с какой радости сингулярность должна взрываться - никто не знает. Отсюда домыслы. Отсюда инфляция. Академик Марков иронично заметил, что в модели стягивающейся вселенной (одно из решений Фридмана) ни о какой антиинфляции речи нет. Еще была одна модель Лифшица и Халатникова, которую одно время признавали вместо большого взрыва: там галактики расширяются потому что одно время слетались, но не в точку, а друг мимо друга. Но потом, что-то там математически не срослось...
УдалитьПавел Вадимович, я обратил внимание, что последние статьи академика Маркова в УФН http://ufn.ru/ru/authors/2/markov-m-a/ относятся к 1994 году (Моисей Александрович скончался 1 октября 1994 года).
УдалитьК сингулярности и коллапсу отношусь с осторожностью, теория черных дыр до сих пор не доработана. И тем более недоверчиво отношусь к гипотезе инфляции. Заинтересовался лекциями академика Рубакова, так как он отрицает закон сохранения энергии в нашей замкнутой (как ныне считается) Вселенной. Это еще один повод поставить под сомнение общепринятые представления о Большом взрыве - см. публикации http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/11/blog-post_17.html и http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/12/blog-post.html
С интересом буду ждать статью в Вашем блоге http://poluyan.livejournal.com/
Я это и имел в виду. "Последние" - то есть последние, что им были написаны и изданы при жизни.
УдалитьДа, конечно.
УдалитьЯ, возможно, размещаю свой комментарий в неправильном месте, не в той ветке. Но, будем считать, что я говорю про указанные выше 30 млн лет, и только. Я так понимаю, это "те самые" световые годы, которые нужны свету, чтобы пересечь радиус Шварцшильда (для массы Вселенной) по диаметру? И Автор статьи Федор Дергачев полагает, что столько времени должно пройти с момента БВ до того, как Вселенная достигнет таких размеров?
ОтветитьУдалить1. (Об этом уже говорили другие) Масса не появляется с первых секунд БВ. Фотоны- вообще безмассовые (правда, в движении) частицы. И потом, в нынешней Общей теории ВСЕГО частицы преобретают массу, проходя сквозь пространство, она как бы налипает на частицу. Кто знает, сколько для этого нужно времени? Я точно не возьмусь оценить. Просто замечу это.
2. Скорость расширения Вселенной была и есть ( для удаленных границ нынче)сверхсветовая. Причем, неограниченно физически. Ибо считается, что расширяется само пространство... А там, где расширяется пространство- хотите ли Вы применить формулы, пригодные для нашего времени и состояния (хотя оно и сейчас расширяется, но нынче это почти незаметно для нас)?
3. В итоге, размера в 30 млн световых лет Вселенная могла достичь ДО того, как наберет свою сегодняшнюю массу. И уж точно быстрее, чем за 30 млн лет. Насколько быстрее? Надо почитать Теорию БВ. ))
По вопросу инфляции, (я дилетант) где -то видел фразу, что Взрыв не был "взрывом". Он шел не из точки с безумной плотностью наружу, а... почти как молоко сворачивается или... вода кипящая на морозе выплеснутая испаряется по всему объему мгновенно. Как бы переворачивание вакуума в иное состояние. То есть в огромном пространстве одномоментно (или почти одномоментно) произошло нечто, изменившее состояние Вселенной. Теория БВ описывает все, что было после.
ОтветитьУдалитьНу, и, это уже не касается вопроса черной дыры- просто наблюдение. (прошу прощения, что так много раздельных заметок).
ОтветитьУдалитьЕсли бы Вселенная могла бы вести вначале так же, как сегодня, то началось бы все с ядерных- термоядерных реакций внутри Вселенной как в центре звезды в условиях больших плотностей, масс и темпертур. В принципе, нынешняя теория и говорит, что первые атомы образовались около трех минут спустя после БВ и лишь 700 тысяч лет спустя атомы рассосались настолько, что сумели выпустить свет наружу (реликтовое излучение). Нет атомов- нет массы. Почти вся нынешняя масса Вселенной- это СТРУКТУРА запрятанной в атомы энергии. Форма энергии. Когда у энергии нет формы, полагаю, у нее нет и массы.
А что происходит с материей меньшей ЧД при столкновении с большей?
ОтветитьУдалить