Космология чёрной дыры: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
викификация
Нет описания правки
Строка 2: Строка 2:
'''Космология чёрной дыры''' ({{lang-en|Black-hole cosmology}}, другие названия — «космология Шварцшильда», «космологическая модель „чёрная дыра“») — [[Космологические модели|космологическая модель]], согласно которой [[наблюдаемая вселенная]] (или [[Метагалактика]]<ref>[http://cyberleninka.ru/article/n/kosmologicheskaya-kartina-mira-vytekayuschaya-iz-gipotezy-o-fraktalnoy-vselennoy Космологическая картина мира, вытекающая из гипотезы о фрактальной Вселенной с.1]</ref>) находится внутри [[Чёрная дыра|чёрной дыры]]. Такие модели были предложены в [[1972 год]]у индийским физиком-теоретиком {{нп3|Патриа, Радж|Раджем Патриа|en|Raj Pathria}}<ref name=pathria>{{cite journal |author=Pathria, R. K. |authorlink=Raj Pathria |year=1972 |title=The Universe as a Black Hole |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=240 |pages=298–299 |doi=10.1038/240298a0 |issue=5379|bibcode = 1972Natur.240..298P }}</ref> и одновременно — британским математиком {{нп3|Гуд, Ирвин|Ирвином Гудом|en|I. J. Good}}<ref>{{cite journal |author=Good, I. J. |authorlink=I. J. Good |title=Chinese universes |journal=[[Physics Today]] |volume=25 |issue=7 |page=15 |date=July 1972 |doi=10.1063/1.3070923}}</ref>.
'''Космология чёрной дыры''' ({{lang-en|Black-hole cosmology}}, другие названия — «космология Шварцшильда», «космологическая модель „чёрная дыра“») — [[Космологические модели|космологическая модель]], согласно которой [[наблюдаемая вселенная]] (или [[Метагалактика]]<ref>[http://cyberleninka.ru/article/n/kosmologicheskaya-kartina-mira-vytekayuschaya-iz-gipotezy-o-fraktalnoy-vselennoy Космологическая картина мира, вытекающая из гипотезы о фрактальной Вселенной с.1]</ref>) находится внутри [[Чёрная дыра|чёрной дыры]]. Такие модели были предложены в [[1972 год]]у индийским физиком-теоретиком {{нп3|Патриа, Радж|Раджем Патриа|en|Raj Pathria}}<ref name=pathria>{{cite journal |author=Pathria, R. K. |authorlink=Raj Pathria |year=1972 |title=The Universe as a Black Hole |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=240 |pages=298–299 |doi=10.1038/240298a0 |issue=5379|bibcode = 1972Natur.240..298P }}</ref> и одновременно — британским математиком {{нп3|Гуд, Ирвин|Ирвином Гудом|en|I. J. Good}}<ref>{{cite journal |author=Good, I. J. |authorlink=I. J. Good |title=Chinese universes |journal=[[Physics Today]] |volume=25 |issue=7 |page=15 |date=July 1972 |doi=10.1063/1.3070923}}</ref>.



⚫
Любая подобная модель требует, чтобы [[радиус Хаббла]] наблюдаемой Вселенной равнялся её [[Гравитационный радиус|радиусу Шварцшильда]]. По имеющимся в настоящее время данным, эти величины действительно близки, но большинство космологов считают это простым совпадением<ref>{{cite journal |author=Landsberg, P. T. |title=Mass Scales and the Cosmological Coincidences |journal=[[Annalen der Physik]] |volume=496 |issue=2 |pages=88–92 |year=1984 |doi=10.1002/andp.19844960203|bibcode = 1984AnP...496...88L }}</ref>. В такой модели ускоряющееся расширение видимой Вселенной тогда будет трактоваться как бесконечное падение с ускорением, а Большой взрыв — как начало коллапса массы нашей Вселенной внутрь радиуса Шварцшильда, то есть взрыв происходит «внутрь».

== История ==
Расширение Вселенной было обнаружено Хабллом, что повлекло за собой появление самой концепции Большого взрыва. Понятие Большого взрыва было создано популяризаторами науки из математических формул, но не очень удачно. Искусственность такой картины в том, что взрыв, большой он или маленький, - это вид со стороны, но речь идет о всей Вселенной, вид со стороны исключается. К тому же расширение вселенной должно тормозится гравитацией, но этого обнаружено не было.
Главные проблемы появились в конце XX века, с первыми признаками того, что вселенная не просто расширяется, а [[Ускоряющаяся Вселенная|расширяется с ускорением]]. Это было доказано окончательно разными независимыми методами в начале 2000-х. Единственное явление природы, где происходит ускорение - падение в поле гравитации. При падении в черную дыру вещество проходит фазу сжатия и исчезает за горизонтом событий для внешнего наблюдателя. Но в системе отсчета, которая падает в черную дыру, процесс продолжается бесконечно. Пространство внутри черной дыры за [[Горизонт событий|горизонтом событий]] начинает расширяться и в какой то момент плотная материя начинает [[Реликтовое излучение|пропускать излучение]]. Как видно, это ничем не отличается от описания Большого взрыва, но не имеет мучительного вопроса - что было до "момента ноль".


Согласно версии, первоначально предложенной Патриа и Гудом и развитой далее, в частности, {{нп3|Поплавски, Никодим|Никодимом Поплавски|en|Nikodem Popławski}}<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. J. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2010 |title=Radial motion into an Einstein-Rosen bridge |journal=[[Physics Letters B]] |volume=687 |issue=2–3 |pages=110–113 |doi=10.1016/j.physletb.2010.03.029 |bibcode=2010PhLB..687..110P|arxiv = 0902.1994 }}</ref>, [[наблюдаемая Вселенная]] есть не что иное, как внутренность чёрной дыры, находящейся внутри некоей ещё большей вселенной, или [[Мультивселенная|мультивселенной]].
Согласно версии, первоначально предложенной Патриа и Гудом и развитой далее, в частности, {{нп3|Поплавски, Никодим|Никодимом Поплавски|en|Nikodem Popławski}}<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. J. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2010 |title=Radial motion into an Einstein-Rosen bridge |journal=[[Physics Letters B]] |volume=687 |issue=2–3 |pages=110–113 |doi=10.1016/j.physletb.2010.03.029 |bibcode=2010PhLB..687..110P|arxiv = 0902.1994 }}</ref>, [[наблюдаемая Вселенная]] есть не что иное, как внутренность чёрной дыры, находящейся внутри некоей ещё большей вселенной, или [[Мультивселенная|мультивселенной]].
⚫
Любая подобная модель требует, чтобы [[радиус Хаббла]] наблюдаемой Вселенной равнялся её [[Гравитационный радиус|радиусу Шварцшильда]]. По имеющимся в настоящее время данным, эти величины действительно близки, но большинство космологов считают это простым совпадением<ref>{{cite journal |author=Landsberg, P. T. |title=Mass Scales and the Cosmological Coincidences |journal=[[Annalen der Physik]] |volume=496 |issue=2 |pages=88–92 |year=1984 |doi=10.1002/andp.19844960203|bibcode = 1984AnP...496...88L }}</ref>.


Согласно [[Общая теория относительности|общей теории относительности]], [[чёрная дыра Шварцшильда]] формируется в результате [[Гравитационный коллапс|гравитационного коллапса]] тела достаточной массы. Однако в [[Теория Эйнштейна — Картана|теории гравитации Эйнштейна — Картана]] гравитационный коллапс образует так называемый мост Эйнштейна — Розена, или «[[Кротовая нора|кротовую нору]]» — особенность [[Пространство-время|пространства-времени]], представляющую собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. «Кротовые норы» и чёрные дыры Шварцшильда представляют собой математически различные решения общей теории относительности и теории Эйнштейна — Картана. Однако для удаленных наблюдателей оба решения для объектов с одинаковой массой неразличимы. Теория Эйнштейна — Картана расширяет общую теорию относительности путём отмены ограничений симметрии [[Аффинная связность|аффинной связности]] и рассматривает [[антисимметричную часть]], {{нп3|тензор кручения|тензор вращения|en|Torsion tensor}}, как [[Динамическая переменная (физика)|динамическую переменную]]. Вращение рассчитывается как [[Квантовая механика|квантовомеханический]] эффект, собственный момент количества движения ([[спин]]) материи. Минимальная связь между вращением и {{нп3|Спинор Дирака|спинорами Дирака|en|Dirac spinors}} порождает отталкивающее [[спин-спиновое взаимодействие]], которое играет большую роль в [[фермион]]ной материи при очень высоких плотностях. Такое взаимодействие предотвращает образование [[Гравитационная сингулярность|гравитационной сингулярности]]. Вместо этого коллапсирующая материя достигает огромной, но конечной плотности и «отскакивает», образуя другую сторону моста Эйнштейна — Розена, которая растёт в качестве новой вселенной<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. J. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2010 |title=Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation |journal=[[Physics Letters B]] |volume=694 |issue=3 |pages=181–185 |doi=10.1016/j.physletb.2010.09.056|arxiv = 1007.0587 |bibcode = 2010PhLB..694..181P }}</ref>. Таким образом, [[Большой взрыв|Большой Взрыв]] был несингулярным [[Большой отскок|Большим отскоком]], при котором Вселенная имела конечный размер<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2012 |title=Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling |journal=[[Physical Review D]] |volume=85 |issue=10 |pages=107502 |doi=10.1103/PhysRevD.85.107502|arxiv = 1111.4595 |bibcode = 2012PhRvD..85j7502P }}</ref>.
Согласно [[Общая теория относительности|общей теории относительности]], [[чёрная дыра Шварцшильда]] формируется в результате [[Гравитационный коллапс|гравитационного коллапса]] тела достаточной массы. Однако в [[Теория Эйнштейна — Картана|теории гравитации Эйнштейна — Картана]] гравитационный коллапс образует так называемый мост Эйнштейна — Розена, или «[[Кротовая нора|кротовую нору]]» — особенность [[Пространство-время|пространства-времени]], представляющую собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. «Кротовые норы» и чёрные дыры Шварцшильда представляют собой математически различные решения общей теории относительности и теории Эйнштейна — Картана. Однако для удаленных наблюдателей оба решения для объектов с одинаковой массой неразличимы. Теория Эйнштейна — Картана расширяет общую теорию относительности путём отмены ограничений симметрии [[Аффинная связность|аффинной связности]] и рассматривает [[антисимметричную часть]], {{нп3|тензор кручения|тензор вращения|en|Torsion tensor}}, как [[Динамическая переменная (физика)|динамическую переменную]]. Вращение рассчитывается как [[Квантовая механика|квантовомеханический]] эффект, собственный момент количества движения ([[спин]]) материи. Минимальная связь между вращением и {{нп3|Спинор Дирака|спинорами Дирака|en|Dirac spinors}} порождает отталкивающее [[спин-спиновое взаимодействие]], которое играет большую роль в [[фермион]]ной материи при очень высоких плотностях. Такое взаимодействие предотвращает образование [[Гравитационная сингулярность|гравитационной сингулярности]]. Вместо этого коллапсирующая материя достигает огромной, но конечной плотности и «отскакивает», образуя другую сторону моста Эйнштейна — Розена, которая растёт в качестве новой вселенной<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. J. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2010 |title=Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation |journal=[[Physics Letters B]] |volume=694 |issue=3 |pages=181–185 |doi=10.1016/j.physletb.2010.09.056|arxiv = 1007.0587 |bibcode = 2010PhLB..694..181P }}</ref>. Таким образом, [[Большой взрыв|Большой Взрыв]] был несингулярным [[Большой отскок|Большим отскоком]], при котором Вселенная имела конечный размер<ref>{{cite journal |author=Popławski, N. |authorlink=Nikodem Popławski |year=2012 |title=Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling |journal=[[Physical Review D]] |volume=85 |issue=10 |pages=107502 |doi=10.1103/PhysRevD.85.107502|arxiv = 1111.4595 |bibcode = 2012PhRvD..85j7502P }}</ref>.

Версия от 20:31, 25 апреля 2019

Космология чёрной дыры (англ. Black-hole cosmology, другие названия — «космология Шварцшильда», «космологическая модель „чёрная дыра“») — космологическая модель, согласно которой наблюдаемая вселенная (или Метагалактика[1]) находится внутри чёрной дыры. Такие модели были предложены в 1972 году индийским физиком-теоретиком Раджем Патриа[англ.][2] и одновременно — британским математиком Ирвином Гудом[англ.][3].


История

Расширение Вселенной было обнаружено Хабллом, что повлекло за собой появление самой концепции Большого взрыва. Понятие Большого взрыва было создано популяризаторами науки из математических формул, но не очень удачно. Искусственность такой картины в том, что взрыв, большой он или маленький, - это вид со стороны, но речь идет о всей Вселенной, вид со стороны исключается. К тому же расширение вселенной должно тормозится гравитацией, но этого обнаружено не было. Главные проблемы появились в конце XX века, с первыми признаками того, что вселенная не просто расширяется, а расширяется с ускорением. Это было доказано окончательно разными независимыми методами в начале 2000-х. Единственное явление природы, где происходит ускорение - падение в поле гравитации. При падении в черную дыру вещество проходит фазу сжатия и исчезает за горизонтом событий для внешнего наблюдателя. Но в системе отсчета, которая падает в черную дыру, процесс продолжается бесконечно. Пространство внутри черной дыры за горизонтом событий начинает расширяться и в какой то момент плотная материя начинает пропускать излучение. Как видно, это ничем не отличается от описания Большого взрыва, но не имеет мучительного вопроса - что было до "момента ноль".

Согласно версии, первоначально предложенной Патриа и Гудом и развитой далее, в частности, Никодимом Поплавски[англ.][4], наблюдаемая Вселенная есть не что иное, как внутренность чёрной дыры, находящейся внутри некоей ещё большей вселенной, или мультивселенной. Любая подобная модель требует, чтобы радиус Хаббла наблюдаемой Вселенной равнялся её радиусу Шварцшильда. По имеющимся в настоящее время данным, эти величины действительно близки, но большинство космологов считают это простым совпадением[5].

Согласно общей теории относительности, чёрная дыра Шварцшильда формируется в результате гравитационного коллапса тела достаточной массы. Однако в теории гравитации Эйнштейна — Картана гравитационный коллапс образует так называемый мост Эйнштейна — Розена, или «кротовую нору» — особенность пространства-времени, представляющую собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. «Кротовые норы» и чёрные дыры Шварцшильда представляют собой математически различные решения общей теории относительности и теории Эйнштейна — Картана. Однако для удаленных наблюдателей оба решения для объектов с одинаковой массой неразличимы. Теория Эйнштейна — Картана расширяет общую теорию относительности путём отмены ограничений симметрии аффинной связности и рассматривает антисимметричную часть, тензор вращения[англ.], как динамическую переменную. Вращение рассчитывается как квантовомеханический эффект, собственный момент количества движения (спин) материи. Минимальная связь между вращением и спинорами Дирака[англ.] порождает отталкивающее спин-спиновое взаимодействие, которое играет большую роль в фермионной материи при очень высоких плотностях. Такое взаимодействие предотвращает образование гравитационной сингулярности. Вместо этого коллапсирующая материя достигает огромной, но конечной плотности и «отскакивает», образуя другую сторону моста Эйнштейна — Розена, которая растёт в качестве новой вселенной[6]. Таким образом, Большой Взрыв был несингулярным Большим отскоком, при котором Вселенная имела конечный размер[7].

Согласно версии, предложенной Ниайешем Афшорди[8], астрофизиком из Института теоретической физики «Периметр»[англ.] (Канада), наша Вселенная является трёхмерной браной, получившейся в результате коллапса четырёхмерной звезды в четырёхмерную чёрную дыру[9].

См. также

Примечания

  1. ↑ Космологическая картина мира, вытекающая из гипотезы о фрактальной Вселенной с.1
  2. ↑ Pathria, R. K. (1972). "The Universe as a Black Hole". Nature. 240 (5379): 298—299. Bibcode:1972Natur.240..298P. doi:10.1038/240298a0.
  3. ↑ Good, I. J. (July 1972). "Chinese universes". Physics Today. 25 (7): 15. doi:10.1063/1.3070923.
  4. ↑ Popławski, N. J. (2010). "Radial motion into an Einstein-Rosen bridge". Physics Letters B. 687 (2—3): 110—113. arXiv:0902.1994. Bibcode:2010PhLB..687..110P. doi:10.1016/j.physletb.2010.03.029.
  5. ↑ Landsberg, P. T. (1984). "Mass Scales and the Cosmological Coincidences". Annalen der Physik. 496 (2): 88—92. Bibcode:1984AnP...496...88L. doi:10.1002/andp.19844960203.
  6. ↑ Popławski, N. J. (2010). "Cosmology with torsion: An alternative to cosmic inflation". Physics Letters B. 694 (3): 181—185. arXiv:1007.0587. Bibcode:2010PhLB..694..181P. doi:10.1016/j.physletb.2010.09.056.
  7. ↑ Popławski, N. (2012). "Nonsingular, big-bounce cosmology from spinor-torsion coupling". Physical Review D. 85 (10): 107502. arXiv:1111.4595. Bibcode:2012PhRvD..85j7502P. doi:10.1103/PhysRevD.85.107502.
  8. ↑ Niayesh Afshordi. Welcome to my Home Page my name is Niayesh Afshordi. perimeterinstitute.ca. Дата обращения: 28 сентября 2013.
  9. ↑ Александр Березин. Могла ли четырёхмерная чёрная дыра породить нашу трёхмерную вселенную? «Компьюлента-Онлайн» (16 сентября 2013). Дата обращения: 28 сентября 2013.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Космология_чёрной_дыры&oldid=99430126