Звёзды-отморозки и новые халдеи

Аватар пользователя spinor

Коты Эйнштейна

Возьмём двух котов, две миски с молоком, добавим в молоко новичок, и одного кота с миской отправим в дальний космос в капсуле со скоростью близкой к световой. Допустим, что коты покормленны и следующий позыв пожрать для них наступит через более или менее одинаковый промежуток их биологического времени. Так же пока пренебрежём перегрузкой при ускорении капсулы. Возникает естественный вопрос: который из этих двух котов сдохнет первым?

Как многие уже догадались, в соответствии с частной теорией относительности кот оставшийся на Земле первым и сдохнет, потому что время для него идёт быстрее и, соответственно, жрать ему захочется раньше. Кошак в капсуле может очень надолго пережить своего напарника и лететь себе и лететь дальше злорадно сверкая глазами в иллюминатор. Но зря злорадствует. Ведь с его точки зрения это он находится в покое, а тот оставшийся на Земле несётся относительно него с околосветовой скоростью. То есть, это именно для него время идёт быстрее и именно он должен проголодаться первым и хлебнуть молочка с новичком.

Парадокс? Да, это так. Этот парадокс носит название "парадокса котов" и является действительно настоящим парадоксом, так как неразрешим в рамках самой теории. Разрешение этого парадокса найдено только с позиций общей теории относительности. Да-с, пожалуй это правда, что "никакую проблему нельзя решить на том же уровне, на котором она возникла".

В своё время Пол Ланжевин высказал мысль, что если посадить кошаков с их мисками в разные капсулы летящие друг относительно друга с околосветовой скоростью, то дольше проживёт тот кот, который первым начнёт тормозить или ускоряться. Так, поравнявшись с другой капсулой двигавшейся равномерно и прямолинейно он скорее всего увидит в иллюминатор трупик своего напарника. Что ж, c'est la vie.

Лифт Эйнштейна

В те далекие времена лифты были редкостью и не всякий мог позволить себе на них кататься. Но Эйнштейн такое себе позволял (по крайней мере хотя бы в воображении) и к тому же очень любил это делать предварительно выпив домашнего вина, которое присылали родители его первой жены Милевы из Нови Сада. Возможно именно в лифте ему пришла в голову интерерсная идея. По аналогии с мысленным экспериментом Галилео Галилея, что никаким способом нельзя определить находимся ли мы в покое или движемся равномерно и прямолинейно, так и находясь в равномерно ускоряющемся лифте нельзя отличить силы возникающие в неинерциальной системе отсчёта лифта от сил притяжения гравитационного поля.

Было, правда, одно очень существенное затруднение. Дело в том, что гравитационная и инертная массы в общем-то разные величины. Под массой обычно понимали инертную массу, тогда как гравитационная играла роль заряда наподобие электрического заряда в законе Кулона. Различие этих масс понимали и во времёна Ньютона. Однако уже с тех пор росло подозрение, что эти массы возможно равны. Но стопудовой уверенности всё же не было и поэтому Эйнштейн это постулировал.

На сегодняшний день после тщательных экспериментов это подозрение переросло в твёрдую уверенность. Да, действительно, похоже что так оно и есть, что само по себе является удивительным. Из равенства масс в частности следует, что поскольку не существует отрицательной инертной массы (псевдочастицы в средах здесь рассматривать не будем), то не может быть и отрицательной гравитационной массы.

Может отрицательная гравитацонная масса всё же существует?

С другой стороны мы знаем, что уравнение Дирака допускает решения с отрицательной энергией, которые наверное можно как-то связать с отрицательной гравитационной массой если она всё же существует. Правда с этим нужно ещё разбираться, так как уравнение Дирака не делает различий между инертной и гравитационной массами, и если они различны, то должны рассматриваться по-разному (гравитационная масса входит в уравнение как mc², тогда как инертная масса входит как P²/2m и соответственно в члены описывающие спин). Несколько ранее Дирака другой знаменитый английский физик Хэвисайд предложил теорию гравитации по аналогии с уравнениями Максвелла. Он считал, что похожесть закона Кулона и Ньютоновского закона гравитации не случайна несмотря на разницу в знаке. Он и предположил первым существование отрицательной гравитационной массы. Из его теории следовало бы очень много интересного как, например, дифракция гравитационных волн и их интерференция. Представляете, если бы было можно локально менять гравитационное поле во время соревнования тяжёло-атлетов на Олимпийских Играх! А как интерференция гравитационного поля влияла бы на прыгунов? Эх, какой там к чёрту допинг! Но положительность гравитационной массы похоронила эти идеи. Навсегда ли?

К слову, по поводу "сущности" гравитационной массы марксисты (ни к ночи будут помянуты) опираясь на шизофреническое учение Гегеля (одну из трёх составных частей марксизма) потребовали бы тут же искать "противоположную сущность". По их мнению каждая "сущность" должна иметь свою противоположность на основании пресловутого закона отрицания-отрицания Гегеля. Так, как они настаивают, электрон противоположен протону, потому что заряды противоположны, и они, то есть протон с электроном, находятся в вечной борьбе и единстве. Инь и Ян, так сказать, ну или буржуазия и пролетариат на атомном уровне. Здесь мы не будем погружаться в шизофрению Гегелевской диалектики и упражняться в Орвелловском двоемыслии, но отметим, что законы логики и логические операции такие как, например, отрицание применимы только к суждениям и логическим конструкциям, а не к каким-то там "сущностям". Поэтому для нас нет ничего особенно странного в том, что отрицательная гравитационная масса до сих пор не обнаружена и скорее всего не существует в Природе. Хотя, согласитесь, несколько удивляет молчание марксистких мыслителей по этому поводу, а так же отсутствие "глубокомысленных" высказываний типа: "масса неисчерпаема" или "чёрная дыра неисчерпаема" или “развитие есть борьба противоположностей” или что-то ещё в этом роде. Ну и, разумеется, обзывалок и ругани в адрес несогласных.

Что ж, Инь и Ян в теории гравитации как-то не состыковались и история пошла по другому пути.

Геометрия простраства-времени

Кто-то, возможно, живёт в шкафу, а кто-то с соседкой, но правда в том, что все мы живём в пространстве-времени и это пространство-время искривлено. Так, по ёмкому определению Вилера (John Wheeler), материя и поле искривляет пространство-время, а искривлённое пространство-время диктует материи и полю как двигаться. В искривлённом пространстве-времени существует свой аналог принципа Ферма предписывающий движение материи и полю по геодезическим, кратчайшим расстояниям между точками. Поясним на примере.

Представим себе сковородку с таракашками как на рисунке внизу. Таракашки огнеупорны и нечувствительны к боли, да ещё и ползают с линейками, которые при нагревании удлиняются (уширяются наверное тоже, но это несколько о другом). Таракашки ленивы и ползают только по кратчайшим расстояниям. Для этого им собственно и нужны линейки.

Рис. 1.

Нагреем сковородку в центре так, чтобы по краям она оставалась холодной. Тогда путь из точки Q в точку P для таракашки измеренный удлинившейся при нагревании линейкой, как показанно на рисунке, будет короче прямой соединяющей эти точки. Это потому, что меньшее число линеек уложится на нём. Более того, если таракашка проползёт из точки P в точку R, а затем вернётся обратно в точку Q при этом измерив углы треугольника QPR, то обнаружит, что сумма углов будет меньше двух прямых. В этом вся суть неевклидовой геометрии. В данном случае мы имеем дело с геометрией Лобачевского так как сумма углов треугольника меньше двух прямых.

Геометрия Риманна получается нагреванием краёв сковородки при поддержании её центра холодным. В этом случае сумма углов треугольника будет больше двух прямых. Риманнову геометрию можно проиллюстрировать и на сфере, но этот пример наглядно показывает, что вложение поверхности в пространство большей размерности вовсе необязательно, так как кривизна - это внутреннее свойство поверхности.

Порассуждаем далее более предметно. Искривлённое пространство-время можно описать в четырёхмерной криволинейной системе координат. В такой системе единичные координатные векторы не ортогональны друг другу и их скалярные произведения, зависящие от точки, образуют метрический тензор, который является фундаментальным понятем неевклидовой геометрии – он и определяет геометрию. Более того, компоненты метрического тензора могут зависеть от времени и в свою очередь сами определяют течение времени в данной точке и расстояния в её окрестности. Через производные компонент метрического тензора выражаются коэффициенты связности, так называемые символы Кристоффеля, которые необходимо знать при параллельном переносе вектора вдоль кривой (понятно, что понятие параллельности здесь не то же самое, что в евклидовом пространстве). Коэффициенты связности входят в уравнения для геодезических – систему нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. Но самое главное это то, что они так же определяют Риманнов тензор кривизны. Так, зная тензор кривизны мы можем найти коэффициенты связности решая при этом систему нелинейных дифференциальных уравнений. Учитывая, что коэффициенты связности выражаются через производные компонент метрического тензора, мы тем самым можем найти и те самые компоненты метрического тензора полностью определяющие пространство-время. Но сперва нам нужно знать Риманнов тензор кривизны, который играет особую роль так как он и входит в уравнения Эйнштейна описывающие гравитационное поле наравне с тензором энергии-импульса. Не совсем "целиком" входит, но как - это мы поясним чуть позже.

Если в плоском пространсве мы параллельно перенесём вектор вдоль любой замкнутой кривой, то получим изначальный вектор, что как бы очевидно. В искривлённом пространстве это уже не так. На картинке внизу показан параллельный перенос вектора по геодезическим на сфере (геодезическими на сфере являются пересечения плоскостей содержащих центр сферы с её поверхностью). Так, экспедиция вектора v из северного полюса к экватору, далее напролом через экваториальную Африку и обратно к полюсу приводит к полному "сдвигу по фазе" у вектора. А точнее, он возвращается перпендикулярным к исходному.

Рис. 2.

"Разница" между начальным и конечным направлениями вектора определяется "площадью" заметаемой контуром "поверхности" и Риманновым тензором кривизны (разумеется в многомерном пространстве понятия площади и поверхности должны быть соответственно обобщены). Конкретнее, эта разница равна одной второй от свёртки Риманнова тензора кривизны четвёртого ранга с элементом поверхности (контравариантный тензор второго ранга) и начальными компонентами самого вектора (контравариантный тензор первого ранга). Так как "поверхность" можно унасекомить до бесконечно малой, то и разница между начальным и конечным направлениями вектора будет мала. Таким образом, в каждой малой окрестности точки тензор кривизны является уникальной характеристикой искривлённости пространства - в нашем случае пространства-времени.

Уравнения Эйнштейна

Ещё в частной теории относительности материю и поле стали описывать тензором энергии-импульса второго ранга. Притом ковариантная четырёхмерная дивергенция этого тензора должна обращаться в нуль. Почему должна? Да потому, что как-то трудно себе представить рождение материи из ничего, из пустоты. Хотя некоторые могут. Ну да ладно, продолжим.

Сперва из тензора кривизны четвёртого ранга нужно было как-то построить тензор кривизны второго ранга. Это просто необходимо для того, чтобы размерности тензоров в уравнении совпадали. Таким тензором является тензор Риччи. Он получается в результате свертки Риманнова тензора по единственному контравариантному индексу и последнему из трех ковариантных. Но увы, он не удовлетворяет условию обращения дивергенции в нуль. Поэтому Эйнштейн придумал свой тензор удовлетворяющий этому условию. Он просто вычел то, что нужно из тензора Риччи так, чтобы ковариантная дивергенция разности обращалась в нуль и таким образом получил тензор известный сегодня как тензор Эйнштейна и, далее, приравнял его к тензору энергии-импульса взятого с обратным знаком и умноженому на константу. Это, собственно, и есть уравнения Эйнштейна.

Таким образом материя и поле определяют кривизну пространства-времени, а элементы метрического тензора находятся так, как описанно выше. Впрочем, что интересно, электромагнитное поле само по себе без материи (газа или плазмы) способно искривлять пространство-время. А вот дух святой не может.

Как ни крути, но уравнения выглядят жутковато. Так как оба тензора, Эйнштейна и энергии-импульса, симметричны, то в четырёхмерном пространстве, n = 4, мы имеем n(n + 1) / 2, то есть 10, нелинейных дифференциальных уравнений для коэффициентов связности Кристоффеля зная которые можно в принципе получить компоненты метрического тензора. Но всё осложняется тем, что уравнения для коэффициентов связности сами содержат компоненты метрического тензора.

Эйнштейн проверил, что в пределе, то есть при слабом гравитационном поле, его уравнения действительно дают Ньютоновский закон гравитации, а так же получил правильный результат (в пределах ошибки измерения) для аномального смещения перигелия Меркурия, что было грандиозным успехом. Но после публикации своей теории вокруг неё начались настоящие пляски с бубнами, на которые он взирал отстранённо со стороны немножко припухая от увиденного. Пляски с бубнами продолжаются и по сей день.

Решение Шварцшильда

Эйнштейн не верил, что вообще можно получить хоть какие-нибудь точные решения своих уравнений. Так, например, решения для смещения перигелия Меркурия он получил приближенно. Он серьёзно припух в первый раз, когда получил письмо с того света от Карла Шварцшильда, который сгинул на русском фронте Первой Мировой. Карл, умирая в госпитале от странной аутоиммунной болезни, всё же успел черкнуть пару формул и послал их Эйнштейну. Солдатский треугольник дошёл.

Шварцшильд рассмотрел уравнения Энштейна в вакууме обнулив тензор энергии-импульса. Из чего получилось, что все компоненты тензора Риччи, а также его свертка - скаляр кривизны Риччи, равны нулю вдали от сферического гравитирующего тела. Но это вовсе не означает, что все компоненты исходного Риманнова тензора тоже равны нулю. Точно так же, если в результате суммирования получается нуль, то это вовсе не значит, что члены в сумме все равны нулю.

В сферически симметричном случае Шварцшильд взял метрический тензор в общем виде и подставил его в выражения для коэффициентов связности Кристоффеля. Он так же представил компоненты метрического тензора как экспоненты от двух (двух! что существенно) неизвестных функций накладывая тем самым условия на сигнатуру пространства-времени. Получив выражения для компонент связности через неизвестные функции и их производные по радиальной координате (других нет из-за сферической симметрии) он составил из них Риманнов тензор кривизны. Далее, используя условие, что свёртка тензора кривизны даёт тензор Риччи, компоненты которого должны быть равны нулю, он получил систему из четырёх нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка для двух неизвестных функций, которую ему удалось решить. Для решения он, правда, использовал ещё и скаляр Риччи подставив всё это в тензор Эйнштейна (так оказалось проще благодаря избыточности числа уравнений), но это уже детали, которые опустим.

Решение, наверное, стоит привести, так как оно удивительно простое:

где dl - расстояние (интервал) в пространстве-времени; r₀ - радиус Шварцшильда равный 2GM/c², здесь G - гравитационная постоянная, а M - масса. Шварцшильдовский радиус r₀ определяет горизонт событий - всё что попадает за горизонт обратно никогда не возвращается и изчезает для нас навсегда.

Звёзды-отморозки

Термин "чёрная дыра" был вброшен Джоном Вилером где-то в далёком 67-ом. В России до этого такие объекты называли "замороженными звёздами", или для краткости просто "отморозками". Этот термин звучит намного лучше Вилеровского не только потому, что в России холодно (как принято считать на Западе), но и потому, что это название гораздо глубже отражает суть таких объектов, что мы и постараемся показать ниже. Конечно, можно было бы объединить оба термина в один как, например, звёзды – “чёрные отморозки", но к сожалению этот термин уже имеет достаточно устойчивую ассоциацию совсем с другим явлением нашего бытия.

Как бы этого не хотели богословы, триединство наблюдателей в общей теории не нашло своего воплощения. Хотя наблюдателей требуется как раз три, но единства среди них нет и каждый наблюдатель видит свою, отличную от других картину мира. Один из наблюдателей удаленный, для него пространство-время плоское (r >> r₀). Другой находится в определённой точке вблизи "чёрного отморозка" и испытывает всю тяжесть бытия от его близости. А третий падает внутрь не чувствуя гравитации совсем.

Для каждого наблюдателя вводится собственное время, которое можно понимать как биологическое, тем более если наблюдатель - кошак. Промежуток собственного времени выражается интегралом по координатному времени от квадратного корня временной компоненты метрического тензора делённого на c, то есть от квадратного корня первого множителя в формуле Шварцшильда стоящего перед c²dt². Так как временная компонента метрического тензора не зависит от времени, то в данном случае интеграл заменяется на Δt.

Возьмём на этот раз трёх котов, и пусть будут наблюдателями. Так, если собственный промежуток времени через который кошаки проголодаются у них у всех одинаковый и равен Δτ, и каждый пожрав пошлёт световой сигнал, то получим следущее: Для удалённого кота собственное время совпадает с координатным. Для того, кто рядом с горизонтом событий Δτ = sqrt(1 - r₀/r)Δt. Но так как Δτ фиксирован, то в собственном времени удаленного кота этот промежуток времени стремится к бесконечности как только r -> r₀. А это значит, что удалённый кот никогда не дождётся того момента, когда пожрёт другой. С падающим всё немного сложнее, но в принипе так же.

Как и случае с собственным временем вводится собственное расстояние. Но в этот раз интегрировать всё же придётся. Итак, собственное расстояние для падающего кота приближающегося к горизонту событий удлиняется как интеграл от dr/sqrt(1 - r₀/r) по радиальной координате.

Так что же увидит внешний наблюдатель? Для удалённого наблюдателя горизонт событий недостижим. Всё пространство вокруг чёрной дыры выглядит замороженным и неподвижным - звезда-отморозок как есть. Кот летящий навстречу "чёрному отморозку" будет лететь к нему бесконечно долго при этом всё замедляясь и замедляясь в своём движении. И в конце концов через бесконечный промежуток времени летящий кот окончательно вморозится в горизонт. Кота разумеется разорвёт приливными силами, но некому будет это констатировать, так как удалённый кот к этому времени уже давно сдохнет если не от новичка, так от старости.

Рис. 3. Синяя линия - падающий наблюдатель в собственном времени упадёт в центр за конечное время; зеленая и оранжевая - координатное время (то, что видит удалённый наблюдатель) versus расстояние падающего наблюдателя от центра чёрной дыры.

А что увидит падающий наблюдатель, или тот кто завис у горизонта событий? Посмотрев вверх он просто охренеет. Неподвижные звёзды придут в движение, начнётся фейерверк сверхновых, галактики будут сталкиваться и разлетаться, образовыватся новые и исчезать на глазах. Весь этот карнавал будет всё ускоряться и ускоряться при приближении к горизонту событий. Возможно он увидит то, о чём никто даже не подозревает, что такое в принципе может быть. И если вселенная не вечна, то падающий наблюдатель наверняка увидит её смерть.

Сингулярность

Очевидно, что в решении Шварцшильда есть сингулярность при r₀. Но если посчитать определитель метрического тензора то никакой сингулярности нет, она сокращается. Это значит, что существуют координаты в которых эта сингулярность отсутствует. Действительно, таких координатных систем было обнаруженно несколько. Так, например, в 50-ом Финкельштейн переоткрыл заново координатны Эддингтона, которые он использовал ещё в 24-ом году в других целях. Эта координатная система описывает пространство-время до горизонта событий так же как и Шварцшильдовская (временная компонента метрического тензора такая же), но помогает заглянуть за горизонт, получив более логичные результаты. Например, за горизонтом событий Шварцшильдовская допускает путешествия во времени в прошлое (правда только из бесконечного будущего, оранжевая кривая на Рис. 3), что, как мы знаем, невозможно. В координатах Эддингтона-Финкельштейна такие путешествия исчезают сами собой. Потому эти координаты и стали общепринятыми сегодня. Есть, правда, ещё координаты Краскала и Жекереса (Martin Kruskal & George Szekeres, 1960-ый) у которых есть свои преимущества. Но с ними возникает другая проблема, которой не было ни в Эддингтоновских ни в Швацшильдовских - это кротовые норы (wormholes). Более того Краскаловские координаты допускают существование "белых отморозков" (white holes), объектов изрыгающих из себя материю вовне и прямо как по Гегелю являющимися противоположностью чёрным. Вообще в этой области порой очень трудно отделить чисто математические “приколы” от физической реальности.

Сингулярность при r₀ называется устранимой сингулярностью исчезающей при подходящем выборе координат. Но в этом лесу живут звери и похуже.

Пенроуз доказал несколько теорем утверждающих неизбежность образования гравитационной сингулярности в центре чёрной дыры. Задолго до этого физики пытались спасти ситуацию. По их мнению существование сингулярности указывает на проблемы с моделью и нефизичны. Чандрасекар в своё время предложил белых карликов. Но это газовые звёзды в которых, как оказалось, при массе в 1.4 раза больше солнечной давления газа недостаточно, чтобы сдержать коллапс. Ландау в 34-ом предложил модель нейтронной звезды. Так как нейтронная звезда "сделана” из фермионов, которые описываются статистикой Ферми-Дирака, она могла бы жить при гораздо большей массе и появилась надежда избежать коллапса. Квантовая механика должна была в этом помочь. Но Оппенгеймер в 39-ом похоронил эти надежды показав, что при массе всего в три раза больше солнечной нейтронная звезда всё равно коллапсирует.

Однако Оппенгеймер в том же году строго доказал, что сам коллапс для внешнего наблюдателя займет бесконечно долгое время и формирования горизонта событий при коллапсе не дождётся никто. Поэтому чёрных дыр для нас либо нет либо Вселенная существует бесконечно долго. Позже, в 60-ые, когда была предложена идея Большого Взрыва Гамовым, для многих пришло время сделать выбор: либо взрыв либо дыры. Но выбор многими так и не сделан. Точнее он оказался совсем в другой "плоскости".

Новые халдеи

Однажды в Америке один фальшивый нобелевский лауреат сделал умное лицо перед камерой, пошевелил ушами развернув их под правильным углом как он это обычно делал для картинки в телевизоре, и блеснул своим интеллектом заявив, что, мол, теория Большого Взрыва это всего лишь гипотеза. Вроде бы сказал и сказал, мало ли чего несут американские президенты. Но удивила реакция американского научного сообщества. Она была абсолютно сектантской и даже отчасти марксисткой с элементами садизма и сильно напоминала средневековую инквизицию. Оскорблённое и разгневанное, да! именно разгневанное, сообщество потребовало от президента отречься от своих слов. И он отрёкся, признав, что Большой Взрыв не гипотеза, а научно установленный факт как, впрочем, и глобальное потепление. Конечно, он мог бы потом шёпотом сказать - “но всё же это гипотеза”. Но не сказал, так как, очевидно, на роль современного Галилея не годился, и скорее всего даже о нём никогда и не слышал.

Вроде бы смешная и нелепая история. Но нет - это симптом, притом очень злокачественный. Более того, эта история напрямую и непосредственно связанна с чёрными дырами и ярко иллюстрирует суть западного двоемыслия, которое многие путают с двойными стандартами (двойные стандарты - это инструмент в политике, двоемыслие - это мировозрение). Ведь либо дыры либо взрыв. Но никак не вместе.

Если в Европе была целая традиция университетов и научного знания уходящая в глубь веков, то в Америке всё изначально было иначе. Идеи, технологии и люди закупались. Лучших спецов завозили из Европы. Своих особо не растили, а зачем? Хотя систему университетов построили - ведь это бизнес. Монетизировалось всё включая престиж и репутацию. Компании основывались моментально - арендовался офис и на следующий день привозилась мебель со специалистами. Европейские войны сильно улучшили положение. Теперь даже не надо было искать - приходили сами и предлагали идеи. Главное нужно было понять стоит ли идея денег или нет, и если стоит, то сколько. Ну и для этого можно было нанять специалистов-оценщиков. Представьте, приходит к банкиру учёный и просит денег - нет не на лампочку или транзистор - а на изучение чёрных дыр. А что банкир? Он попросит ему погадать на звёздах и составить гороскоп в лучшем случае. Ну а дыры - так это в свободное время. У учёных, особенно бесполезных, другого пути как перенять опыт халдеев в древнем Риме гадающих за деньги в общем-то не было.

Астрофизикам пришлось в совершенстве освоить искусство стэндапа (stand-up) - это когда на сцене с микрофоном надо удивлять толпу новыми научными идеями - здесь вся фишка в воображении. Нести можно всё что угодно лишь бы удивить. Есть клоуны которые смешат, а есть те которые удивляют. Стэндаперами стали все: и Вилер, и Торн, и Пенроуз и, разумеется, Хокинг. Хотя он скорее был ситдаунером, чем стэндапером. Ему было проще всех так как за него разговаривало кресло. Да и не факт что это был сам Хокинг. Кукла вполне бы подошла - да скорее всего так оно и было.

Но лучше всего для целей выбивания денег из конгресса подходила бы своя ложа наподобии масонской с сектантской дисциплиной и со связями в политических кругах. Впрочем, косвенные признаки указывают на её существование.

Недавно были экспериментально обнаружены гравитационные волны предсказываемые общей теорией. Установка по их обнаружению строилась с 72-го года и на неё были потраченны миллиарды. С любой точки зрения проект нереальный так как смещение которое требовалось обнаружить в сотни раз (!) меньше размера протона. Была разработана целая теория на основе квантовой механики для интерпретации результатов. Волны, разумеется, были обнаруженны несколько лет назад и придуманна красивая история как всё произошло, воспетая Холливудом. Но с другой стороны как по этому поводу не вспомнить высадку американцев на Луну? Вероятнее всего обнаружение гравитационных волн такая же грандиозная фальсификация престижа ради. Но три нобелевки подряд за чёрные дыры окончательно закрепили результат сделав неверие и сомнение по-сути мыслепреступлением (thoughtcrime).

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя Борода Берни
Борода Берни(5 лет 6 месяцев)

ВнушаЭтЪ, ага.

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Интересно, кто-нибудь прочитает?

Аватар пользователя Борода Берни
Борода Берни(5 лет 6 месяцев)

Мне АШ показывает, что у статьи уже 111 прочтений. Так что - да.

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Посмотрим...

Аватар пользователя Фарцовщик
Фарцовщик(12 лет 2 месяца)

Просмотров а не прочтений

Комментарий администрации:  
*** Это не ник - это состояние души ***
Аватар пользователя eprst
eprst(11 лет 11 месяцев)

Я даже перепостил.

Аватар пользователя Барсук
Барсук(2 года 11 месяцев)

Интересно, кто-​нибудь прочитает?

Как на "Поле  чудес" - угадал все буквы не смог прочитать слово. smile1.gif

Спасибо за статью и за котиков. 

Аватар пользователя Всё
Всё(3 года 1 месяц)

Ваще ожидала што статья будет про каких нить моргенштернов и их поихлебателей 😁

П.с. но прочитала..и не без интереса 😉

Аватар пользователя maxship
maxship(5 лет 10 месяцев)

Прочитает. Лично я обломался на тензорном исчислении, ибо не изучал.

Так что поучавствовать в конструктивной дискуссии, увы, не смогу.

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Пропустите эту часть.

Аватар пользователя Carcass
Carcass(11 лет 2 месяца)

 Ага, и в русском тоже.. Поучавствовать не сможете... 

Аватар пользователя aftorshog
aftorshog(6 лет 6 месяцев)

Дочитал

Аватар пользователя Адский Советник

Ага, ничего не понятно, но очень интересно!

Аватар пользователя Medved075
Medved075(6 лет 2 месяца)

под темное пиво, на берегу реки, шикарно заходит:))

Аватар пользователя Repentant
Repentant(8 лет 6 месяцев)

Только что дополз до конца.... Интересно

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Замечательно.

Аватар пользователя Любопытство не...

Прочитала, но поздновато. По ссылке. Лето для меня - это дачный сезон, читать некогда.

Поэтому прошу прощения за опоздание, но у вас изначально неверно заданы условия путешествия огнеупорных таракашек.

Нагреем сковородку в центре так, чтобы по краям она оставалась холодной. Тогда путь из точки Q в точку P для таракашки измеренный удлинившейся при нагревании линейкой, как показанно на рисунке, будет короче прямой соединяющей эти точки. Это потому, что меньшее число линеек уложится на нём.

Если линейка удлиняется, то почему не удлиняется/увеличивается сковорода, ведь её тоже нагревают? И в любом случае прикладывать линейку к дуге - это получать хорду. Она будет короче, разумеется. Но таракашки-то ползут не по линейке, а по дуге. А она удлиняется при нагревании сковороды (иначе зачем им огнеупорность?).

Что же относительно чёрных дыр, то их надо рассматривать в свете волновой физики микромира. Там совсем другая картина нарисуется.

Аватар пользователя BD680
BD680(8 лет 3 дня)

Офигеть.

Аватар пользователя VanAB
VanAB(7 лет 4 месяца)

вся статья написана ради фразы 

что сам коллапс для внешнего наблюдателя займет бесконечно долгое время и формирования горизонта событий при коллапсе не дождётся никто. Поэтому чёрных дыр для нас либо нет либо Вселенная существуюет бесконечно долго

Но это ложный выбор. Теоретически внешний наблюдатель конечно сможет как-то увидеть что коллапс еще идет. Практически это невозможно, т.к. излучение при путешествии к ему очень сильно растянется и нет таких приборов чтобы его зафиксировать. Ну и в целом то что материя еще не упала за горизонт ничего не меняет - взаимодействие такого объекта с окружением будет такое же как если бы все уже упало.

Вопрос лишь в формулировках. Если постулировать что черная дыра - это объект у которого вся материя прошла горизонт событий (перед началом коллапса таки большая часть ее находится внутри предполагаемого горизонта), то да - черных дыр не существует :) 

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

У солнца горизонт событий получается около 3 км. Но если ли он?

Аватар пользователя VanAB
VanAB(7 лет 4 месяца)

Наша звезда пока сильно больше трех километров.

Но если каким-то способом начать ее ужимать до трех километров, то при приближении к этому значению гравитация победит силы отталкивания и солнце само продолжит сжиматься, без внешних усилий. При этом мы никогда и никак уже не получим информацию от того что находится глубже 3 км. То что не глубже - продолжить падать. Бесконечно падать. Но довольно быстро спектр излучения от того что падает сместится куда-то в тысячекилометровые волны и дальше :)

Еще больший вывих мозга можно получить если подумать что кроме коллапса, т.е. непосредственно образования, есть же еще поглощение другой материи. При этом масса объекта растет. Растет и радиус горизонта событий. Но коллапс всеравно еще не закончен и та материя бесконечно падает. И новая бесконечно падает, но уже к какому-то своему горизонту :)

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Разумеется. Радиус солнца ~700 тыс км.

Весьма интересна модель Керра для вращающихся дыр. Кип Тор эту модель и использовал для кино Интерстелла. В остальном тоже. Но она сложная. В этой модели два горизонта событий и сингулярность - кольцо, а не точка. Но опять же есть ли они?

Аватар пользователя VanAB
VanAB(7 лет 4 месяца)

можно на это взглянуть немного проще:

Внутри горизонта время останавливается относительно внешнего наблюдателя, т.е. его коэффициент скорости течения времени равен нулю. Внутри дыры ничего не происходит - там нет времени в нашем понимании. По мере приближения от наблюдателя к горизонту этот коэффициент падает от 1 до нуля. Скорость движения объекта зависит разумеется от течения времени - тем меньше коэффициент, тем меньше скорость движения. Вот поэтому и возникает такое вот недопонимание. Точно есть место где коэффициент течения времени переходит от положительного значения к нулю. И оно называется горизонт события. Но достичь его невозможно за конечное для наблюдателя время. Более того - приближая к горизонту что-нибудь, мы увеличиваем горизонт для всех кто находится дальше. 

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Хороший комментарий.

Аватар пользователя Любопытство не...

А ещё проще считать, что время в чёрных дырах противоположно нашему. В нашем мире идёт прирост массы за счёт убыли энергии, в чёрных дырах всё наоборот.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 2 месяца)

 

Что касается Кипа Торна и, в особенности, его учителя, Джона нашего Уилера, то действительно, до его приезда в СССР советские учёные предпочитали называть чёрные дыры замороженными звёздами. Дело в том, что, когда водород и другие газы полностью выгорят, в реакцию вступают тяжёлые вещества... ну, в смысле, элементы.

Термоядерная реакция в которых протекает не с выделением тепла, а наоборот, с его поглощением. Звезда превращается в огромный холодильник! Кстати, именно этим объясняется такой лютый холод в космосе, доходящий до  273 градусов мороза.

Ужасающий треск ломающегося льда стоит в космосе, распространяясь со скоростью света на тысячи парсеков вокруг. И этот звук способен свести с ума кого угодно во время длительных полётов.

Температура на поверхности "чёрных отморозков" достигает сотен миллионов градусов ниже нуля... Иван Арчибальдович Колесников, - а именно под таким псевдонимом проходил Джон Уилер в оперативных сводках КГБ, был категорически не согласен с этим!

Пространство вокруг звезды начинает сжиматься под действием её гравитации. Да, именно так проявляет себя искривление нашей 3-мерной поверхности для наших органов чувств. 

И это было неоднократно проверено экспериментально, когда с орбитального спутника производились замеры диаметра орбиты и длины её окружности. Отношение длины к диаметру всегда получалось меньше 3,14!

И вот, коллапсирующая звезда начинает стремительно увеличивать глубину своей гравитационной воронки. Всё глубже и глубже! И вот уже эта воронка превращается в туннель!

Длина туннеля растёт со скоростью света, а в качестве горнопроходческого комбайна выступает сфера горизонта событий...)

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

За счёт чего коротко-живущая частица пролетает большие расстояния, большие чем её скорость на собственное время её жизни? Не за счёт ли того, что внезапно тормозиться детектором? Может внезапный коллапс её волновой функции имеет "омолаживающий" эффект? Здесь мне кажется есть над чем поразмышлять.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 2 месяца)

 

Ну, сначала она должна была долететь до детектора, не так ли?

То есть, в момент своего рождения частица была ускорена до околосветовой скорости. Благодаря чему её собственное время замедлилось.

А в детекторе да, она затормозилась. Просто ведь...)

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

А есть ли у неё собственное время? Может оно появляется только в результате измерения-коллапса.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 2 месяца)

 

Если вы намекаете на тождественность ускорения и торможения, то да, так оно и есть.

Это то, что отличает инерционную систему отсчёта от неинерционной...

Будет ли казаться релятивистской частице, что всё вокруг неё движется с околосветовой скоростью? Будет. Причём в передней полусфере будет один вид, а в задней - другой. Тогда в чём отличие от неподвижной системы?

В это слове - "всё"...)

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Собственное время должно стать наблюдаемой величиной в новой квантовой теории гравитации, а не параметром. Его можно было бы измерять наравне со спином, координатами и импульсом. Было бы любопытно. 

Как с котами: кто "посчитал" первым, тот и живёт дольше.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 2 месяца)

 

Ну, механизм замедления времени мы, надеюсь, уяснили? С точки зрения неподвижной системы отсчёта, в движущейся системе происходит сокращение элементов длины. В результате чего в ней уменьшается и скорость света. Ага, пропорционально сокращению длины. Скорость же света и определяет скорость течения времени.

Для сравнения получившихся результатов кто-то должен был сначала ускориться, а затем затормозиться. Просто ведь.)

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Скорость света остаётся такой же. Просто можно как-то переосмыслить процесс измерения и сделать время наблюдаемой.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 2 месяца)

 

Свет распространяется по геодезической. Как будет выглядеть геодезическая в другой системе отсчёта?

Как проекция. Проекция всегда короче. Ну и... что же здесь непонятного?)

Аватар пользователя Крякодил
Крякодил(9 лет 3 месяца)

Уважаемый VanAB: 

Мозголомную проблему, сформулированную Вами, я адресовал в посту ниже. Короче, ЧД пустая; вся материя находится на ГС. Когда на ЧД валится очередная порция материи, то ГС расширяется и при этом вся заключённая в нём материя движется от центра ЧД, как бы ни неожиданно это не звучало. Второй ГС не появляется.

Аватар пользователя Dragen
Dragen(8 лет 3 месяца)

Спасибо. 

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

пожалуйста

Аватар пользователя Джыгит
Джыгит(7 лет 5 месяцев)

"Новичок" котов не берет! Шах и мат, доктор!

 

члены описывающие спин

Вы маньяк, доктор!

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Ну так говорят... По-английски звучит вполне прилично.

Аватар пользователя Джыгит
Джыгит(7 лет 5 месяцев)

Помню читал в детстве книжки про антиматерию:

"... повернуты друг к другу своими спинами..."

И прочие очарованные, странные и красивые кварки:)

Аватар пользователя ВладиславЛ
ВладиславЛ(5 лет 5 месяцев)

Если кот будет в месте 1 то может быстро помереть, детали играют роль. К примеру можно вспомнить ускоренное старение бывших в летаргии лет 20.

 

Знаете был с четверть века назад в последний раз в аудитории на том месте где Фридман при докладах любил сидеть, благо учился в Политехе. Пытался почувствовать его точку зрения. Как мне представляется в Петрограде было плохо с едой, дровами и бандитизмом, вот он и нестационарной Вселенной СТАРУЮ теорию индийских космогонистов и выдвинул как свою. Бедняга надеялся что его вывезут.

Примерно как Эйнштейн гипотезу его жены Марич и СТО известную с 19 века Генрихом Шраммом, в частности E=kmc2  в переписке с Умовым. k потом разумеется убрали как и из уравнений Максвелла частные производные тока смещения, вас откинув на 120 лет назад на текущий момент.

https://lsvsx.livejournal.com/517238.html

Комментарий администрации:  
***отключен (антигосударственная пропаганда, систематические набросы) ***
Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Да, но Петру Капице удалось.

Аватар пользователя ВладиславЛ
ВладиславЛ(5 лет 5 месяцев)

Какой ценой! Формально от испанки умерли его жена сын дочь и отец. Я не думаю что это испанка была, скорее отравление. Не единственное и тогда и сейчас. У моего друга, он теоретик, предлагали уехать ещё студентом, рентгеновские лазеры на жёстком, прямо на дне рождения умирает отец, он уезжает на ПМЖ в США, но ввиду моральных ограничений и определённого потеря интереса к людям как к цивилизации, как и в РФ мягко дауншифтит не занимаясь темой с универа, просто зарабатывая деньги.

Когда ж поймут, место, культурная среда  обязательны для творческих личностей. Невозможно работать в NYC также плодотворно как в СПб, в Москве - не знаю, вон Лизхареву удавалось.

Центры нужно ТУТ создавать. Первыми дошли похоже корейцы.

Комментарий администрации:  
***отключен (антигосударственная пропаганда, систематические набросы) ***
Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Центры нужно ТУТ создавать.

Возможно. Но надо не всё. Например, термояд пока невозможен. Так стоит ли на него тратиться? Проще послать "наблюдателей". Пусть наблюдают. А как только - так сразу.

Рентгеновские лазеры тема очень интересная. А что там с зеркалами для ренгеновских лучей? Ничего нового?

Аватар пользователя ВладиславЛ
ВладиславЛ(5 лет 5 месяцев)

дык есть в германии, сша, японии, по РФ были на  EUV см МНТЦ 0991

Комментарий администрации:  
***отключен (антигосударственная пропаганда, систематические набросы) ***
Аватар пользователя Hrrgugd
Hrrgugd(7 лет 5 месяцев)

Да там с 90 годов ничего нового. Все материалами задано. Можно процентов 70 отражения получить на мягком, но для отдельных длин волн.

На жестком только под малый угол отразишь.

Только для лазера зеркала не обязательны, там больше с накачкой проблемы...

Аватар пользователя Иван Жуков
Иван Жуков(9 лет 4 месяца)

// Когда ж поймут, место, культурная среда  обязательны для творческих личностей. Невозможно работать в NYC также плодотворно как в СПб, в Москве - не знаю, вон Лизхареву удавалось.

Центры нужно ТУТ создавать. Первыми дошли похоже корейцы.// Именно так.

Аватар пользователя spinor
spinor(4 года 4 месяца)

Я не думаю, что его жена придумала СТО. Эта тема искусственно раздувается феминистками. Это чисто медийный феномен. А так да, кто только не покушался на Эйнштейна. Но ведь нобеля он получил и за фотоэффект и броуновское движение. И вполне заслуженно.

Аватар пользователя Любопытство не...

Жена Эйнштейна была талантливым математиком и это она делала вычисления. Вся плодотворнось этого дутого гения с разводом закончилась. А нобелевку за продолжение работ Столетова получить - эка заслуга.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(10 лет 11 месяцев)

Если б только Большой Взрыв и Темные Черные Дыры...

Темная Энергия, Темная Материя, а в последнее время и Темные Силы втаскиваются за ухи в нашу многострадальную Вселенную.... В общем по всем признакам уч0ным поперло...

Комментарий администрации:  
*** Средний россиянин нищ не только энергетически, но и мозгами (c) ***

Страницы