Александр Пересвет (a_pereswet) wrote,
Александр Пересвет
a_pereswet

Categories:

Выполняю обещанное - Чёрные дыры

Чё-то какая-то такая тотальная занятость, что только сейчас дорасшифровал интервью о переходе через сингулярность.
Ещё не редактировал, так что прошу прощения за возможные ошибки и повторы.

Чёрные дыры

Тайну происхождения Вселенной разгадали сотрудники Астрокосмического центра Физического института РАН. Им удалось заглянуть в "чёрную дыру", по другую сторону которой обнаружился процесс возникновения материи.
Об этом корр. ИТАР-ТАСС сообщили сегодня Физическом институте /ФИАН/, уточнив, что непосредственное проникновение в этот астрономический объект, как и прежде, невозможно, но российские учёные предложили вариант решения проблемы происхождения вселенных через "размытие" пространственно-временной сингулярности.
Сингулярность – это область, где не применима классическая теория гравитации. А она, естественно, не применима в "чёрной дыре" – объекте, притяжение которого настолько велико, что вырваться из него не может даже свет, точнее, его частицы - фотоны. О том, как удалось не только заглянуть в него, но и понять, что происходит по ту сторону "чёрной дыры", рассказал заведующий отделом Теоретической астрофизики Астрокосмического центра /АКЦ/ ФИАН, доктор физико-математических наук Владимир Лукаш.
"Главное условие распространения фотона - это наличие пространства, по которому он бежит, - пояснил он. – В сингулярности пространства нет, и фотон как бы упирается в точку, где теряется смысл пространства-времени. Но мы задали специальную процедуру её "сглаживания", в которой допустили существование параметров, которые позволяют заглянуть за область сингулярности. Это можно представить как две комнаты, разделённые дверью, - мы не знаем, какая жизнь в комнате за дверью, а там не знают, какая жизнь здесь. Открыть дверь нельзя, но можно сделать глазок и посмотреть".
"Размыв" ранее непроходимую точку, Владимир Лукаш и его коллега Владимир Строков, обнаружили, что за ней идёт… процесс расширения пространства. Но только - в другой Вселенной. Словно по "ту" сторону существует некая "белая дыра".
"Чёрная дыра" – это откуда нельзя выбраться, а в "белую", наоборот, нельзя упасть, - образно отметил Владимир Строков. - Когда происходит коллапс звезды в "чёрную дыру", генерируется сильное гравитационное поле, которое вызывает рождение частиц. Затем они подхватываются "белой дырой" и выталкиваются из неё".
Эффект рождения частиц в переменных полях, включая гравитационные, физике известен. А дальше, так как импульс на расширение уже дан, в игру вступают процессы, которые подхватывают вещество и "раздувают" его до большого объёма.
Возможно, что когда-то точно также "выдулась", словно пузырь из "белой дыры", и наша Вселенная. "То, что мы называем расширяющейся Вселенной, - поясняет Владимир Лукаш, - это некая конфигурация гравитирующих частиц или материи, которой около 14 млрд лет назад был дан импульс на расширение. Откуда взялся этот толчок - и есть основная загадка происхождения Вселенной. И концепция нашей работы состоит как раз в попытке понять, что было в начале". "Наше предположение - это были приливные гравитационные силы, - говорит учёный. - Поведение системы под действием гравитации зависит от начальных условий и свойств среды /по аналогии с лунными приливами и отливами, которые воздействуют на Землю/. В одних случаях гравитация действует как сила притяжения, в других – как сила отталкивания. Модель космической инфляции, объясняющая расширение Вселенной на ранней стадии, построена как раз на действии гравитации как силе отталкивания или, другими словами, на антиколлапсе".
Таким образом возникает логичная картина мира, где нет места просто Большому взрыву, "родившему" Вселенную, а становится понятно, откуда он взялся, и что – и где - было до него. Взрыв был, но он произошёл не из-за подрыва некой "гранаты" с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. А стал он следствием воздействия на "нашу" сторону гравитационных полей от потусторонней "чёрной дыры", порождающих "нашу" материю . А дальше в действие вступили все те процессы расширения, которые описывает современная космологическая теория, подытожил Владимир Строков.

Речь идёт о сингулярности. Горизонт событий – это другое понятие. Это когда свет не может вырваться из этой области. С этим разобрались давно.
Сингулярность – это последующая фаза после того как вещество коллапсирующей звезды прошло горизонт событий и продолжает сжиматься дальше. Это конечный радиус, при котором скорость сжатия разгоняется до скорости света. И дальше вещество продолжает сжиматься. За 10 в минус 5 секунды вещество продолжает сжиматься и коллапсирует в область, где формально бесконечная плотность.
И если пользоваться Общей теорией относительности, а другой теории у нас нет, то исследовать, что там дальше – это было для физиков табу. Точка, сингулярное состояние, сингулярность – и всё, говорить не о чем. Что там происходит с геодезическими, неизвестно.
- Но они там теоретически тоже должны кончаться?
- Что значит, кончаются геодезические? Это значит, что теории нет! Та теория, которая есть, не описывает продолжения этой геодезической! Это значит, что дальше нужны какие-то новые теории, многомерные, квантовые, которых нет сегодня.
А с чего вы взяли, что геодезические вообще должны продолжаться в сингулярности?
- А мы нашли такой класс сингулярностей, где геодезические проходят! Мы назвали этот класс интегрированной сингулярностью. И геодезическая через неё проходит. Несмотря на бесконечную плотность. Но фотон бежит в пространстве-времени, плотность ему знать вовсе не обязательно. Плотность у нас – в правой части уравнений Эйнштейна, а фотон может ничего про эти уравнения не знать. Он бежит себе по пространству-времени, и чтобы проследить его траекторию, надо просто взять уравнения его геодезической.
- Так ведь нет пространства-времени в этой точке!
- Вот! Это общее убеждение, что в ней нет пространства-времени! Раз не можете продлить геодезическую, значит, всё! А ведь это всего лишь понятия из теории Эйнштейна, которые туту перестают работать. А мы построили класс решений, где часть геодезических – не все – позволяя использовать тот же язык – пространство-время, мировые линии и так далее, - проходят через эту точку. Это как глазок в стене между комнатами, в который можно заглянуть и увидеть, что там, по ту сторону. Вот этот класс решений и обеспечивает такой глазок. Мы показали, что есть часть фотонов, которые проходят в эту другую комнату.
Мы в этом классе решений потребовали, чтобы некоторые величины оставались конечными. Просто с физической точки зрения. Потому что мы знаем, что в природе нет бесконечности, природа боится бесконечности. Если что-то бесконечное возникает в физике, то, как мы считаем, в этой точке просто не работает имеющаяся теория. И это надо как-то обходить. Либо многомерные Вселенные вводить, либо ещё как-то. А мы отказываемся сразу от общего принципа бесконечности, мы руками закладываем конечность неких величин. И из этого требования конечности мы уже и строим наши решения.
- То есть вы построили геодезические, которые обходят бесконечность?
- На удивление, это те же геодезические, на которые все смотрели – так называемые радиальные геодезические. То есть имеются такие геодезические, для которых понятие пространства-времени сохраняется, мировые линии сохраняются, ничего не расходится, приливные силы остаются конечными. Благодаря им мы и заглянули в другую комнату.
- Но ведь не глазами же, лишь формулами, правильно? Так сказать, на кончике пера…
- Вы исследуете структуру гравитационных полей и структуру пространства-времени, что, согласно теории Эйнштейна, есть одно и то же, бросая так называемые пробные частицы. Если вы знаете траектории пробных частиц, вы знаете структуру пространства-времени. Это такой метод пощупать Вселенную. То есть мы, разумеется, не запустили фотон в «чёрную дыру». Мы рассчитали, как он будет идти, а уже из его траектории мы можем восстановить пространство-время. Нового языка не вводили, оставили теорию Эйнштейна. Никаких революций, но в этом-то и сенсация.
- Вы просто продлили её в область сингулярности.
- Да, мы просто сохранили там понятие пространства-времени. В среднем смысле с точки зрения квантовой теории.
- И как же выглядит другой мир через замочную скважину?
- Получается вещь достаточно очевидная. Можно было бы догадаться. Когда наши частицы идут в сингулярность – они проходят через коллапс. Они попадают в чёрную дыру. А когда они прошли её, то с той стороны они попадают как бы в белую дыру, где всё расширяется.
- Что именно расширяется? Пространство?
- Пространство-время никуда не расширяется. Это просто совокупность точек, между которыми можно измерять расстояние. Иначе говоря, между этими точками можно установить метрические взаимосвязи. Всё дело в материи. Частицы по этим точкам могут расходиться, а могут и сходиться. Таким образом, по ту сторону расширяются структуру материальных потоков, структуры материи.
Почему, например, в нашей Вселенной галактики разбегаются? Это значит, их кто-то толкнул, запустил таким образом. Они ведь могли как угодной двигаться, могли сходиться, параллельно идти. И вот когда материальные частицы приближаются к сингулярности, они сходятся. А по ту его сторону – расходятся. То есть там происходит космологическое расширение. Материя находится в состоянии расширения. Под Вселенной мы понимаем расширяющийся поток материи. Как он возникает, мы в этой концепции своей разъясняем. И в частности, из этого следует, что Вселенная несимметрична. В одном направлении она должна быть иной, чем в другом.
- За счёт чего? Это ей в сингулярности дали такого толчка? А откуда энергии столько?
- За счёт приливных и отливных гравитационных сил. Скажем, любое тело при попадании в чёрную дыру никогда не доберётся до её центра – его разорвёт приливными силами, которые формально должны доходить до бесконечности при том, что плотность формально бесконечна. А по другую сторону действуют уже другие силы – ведь сама-то гравитация никуда не девается, продолжает существовать. А гравитационные взаимодействия редко бывают стабильными. Так что где-то сжатие, а где-то – расширение. Например, сверхновые. Они взрываются. Или коллапсируют. И в том и в другом случае действует гравитация. Но что именно произойдёт, зависит от начальных условий. А так вся гравитация – это либо сжатие, либо расширение. Расширение – это коллапс, вывернутый наизнанку. Это и ответ на вопрос, почему чёрных дыр полно, а «белых» мы не видим. Потому что мы и есть «белая дыра»!
- И значит, каждый из нас, родившийся здесь, является убийцей кого-то там?
- Это как?
- Ведь если наша Вселенная также расширяется, а возникла она тоже из области сингулярности в результате того самого знаменитого Большого взрыва – то, значит, прибывшая у нас материя является убывшей там? Вроде как вода через сливное отверстие – ушла из нашей ванной, но стала частью канализационных стоков по ту сторону?
- Нет, мы не сказали, что существо переходит через эту дырку. Оно рождается по эту сторону под влиянием гравитации. Оно рождается и формирует космологический поток уже в белой дыре. Космологический поток, в котором мы живём, тоже ведь является белой дырой. Он ведь откуда расширяется – действительно, из сингулярного некоего состояния. Но его кто-то или что-то толкнуло, импульс на расширение кто-то дал. Но это и есть вопрос. Где была материя в сверхплотном состоянии, кто её протащил сюда, кто дал толчок к расширению.
- И кто дал толчок?
- Импульс.
- А импульс откуда взялся?
- Звезда коллапсировала где-то там, в другом пространстве. Падала сама в себя. И набрала этот огромный импульс и плотность. А его некуда деть. Раньше, когда мы не знали, что там, в сингулярности, он утыкался в точку – и привет! Дальше ничего неясно, непонятно, что происходило. А теперь, поскольку мы эту точку умеем проходить, то видим, что этот импульс через гравитацию передаётся этой рождённой эффективной материи.
То есть импульс приобретается в процессе коллапса. И его в карман не спрячешь. Он трансформируется через рождённую материю в толчок… Вот смотрите. Звезда. Идёт коллапс, неудержимое сжатие. Набирается импульс. Параллельно происходит нарастание интенсивности гравитационного поля, потому что всё это сжимается в очень маленькую область, возникают гигантские плотности…
- Это всё ещё в нашем пространстве происходит?
- В нашем пространстве! Это обычная чёрная дыра в нашем пространстве. Но развиваются натяжения гравитационного поля вне тела коллапсирующей звезды. А материя рождается при высокой интенсивности приливных сил, которые возникают под действием коллапса звезды. Материя рождается и при сжатии, и при расширении. И она рождается уже с этим импульсом.
- А поскольку у нас из чёрной дыры никакая материя выйти не может, то вся она образуется по ту сторону, так?
- Примерно.
- В каком виде? Атомы, молекулы?
- О-о, там ни атомов, ни молекул ещё нет! Структура материи при рождении совсем другая. А дальше она видоизменяется, превращается в другие виды.
- В такие же звёзды и галактики, что у нас? А возле них живут какие-то аналоги – нас?
- Ну, мы не можем сказать, что все задачи уже решены. Так глубоко мы ещё не забирались. Никто не может сказать, какое уравнение состояния должно быть, какое давление, плотность у этой материи рождённой. Потому что этот как раз определяется деталями – что именно там происходит, какие именно принципы там работают. Это пока неизвестно. Нет ещё теорий. То есть на базе тех теорий, которые мы знаем сегодня, мы знаем, что материя там должна рождаться. А вот какая именно – на этот вопрос мы ответить не можем. Но одно мы знаем точно: материя с сингулярности начинается и ею же заканчивается.
Но её структура зависит именно от заданных начальных условий. Если вы как-то пройдёте сквозь чёрную дыру, если там интегрированная сингулярность, вы действительно окажитесь в другой вселенной, расширяющаяся, с другим временем. То есть вы попадаете в будущее, обратно по времени вы пройти не можете – причинность никто не отменял. Уже никогда вы домой не вернётесь. Вы попадаете в другую вселенную, которая расширяется вот от этого начального пункта сингулярности, там другое время, там другое пространство. Там может быть совсем другая структура. Там может не быть, например, тех же чёрных дыр. Чтобы иметь чёрные дыры, нужно обеспечить некоторые условия. Иметь хотя бы звёзды для начала, надо иметь водород, надо иметь конечное горючее. А есть вселенные, где звёзд нет. Например, может быть другая, маленькая плотность материи – и всё. Материя рассеяна, она не собирается в сгустки, из которых рождаются, в частности, звёзды. А нет звёзд – нет чёрных дыр. Значит, за ними нет новых вселенных. Если чёрных дыр не возникает, то происходит просто разлёт материи и все.
- Серая вселенная…
- Да, можно так сказать.
- Но у нас миллиарды чёрных дыр. Получается, что за ними миллиарды вселенных лежат?
- Да, миллиарды вселенных. Но они все – в будущем лежат. В абсолютном будущем относительно нас. Если вы как-то через чёрную дыру пройдёте, обратно уже не вернётесь.
- В общем, чёрная звезда – дверь в другую вселенную?
- Ну, примерно.
- Так давайте распахнём её! И что мы там увидим? Ведь Большого взрыва, получается, нет. А есть некая точка, в которой материя рождается постоянно, так же как по другую сторону чёрной дыры материя постоянно в ней исчезает. Так как же рождается эта материя, как из точки вырастает громадная Вселенная, по которой мы летим со своей вселенной в голове у каждого?
- Если рассуждать достаточно обще, то картина предстаёт примерно такая. Мы никуда не летим. Мы просто принадлежим потоку эффективной материи в её развитии и видоизменении. О начальной стадии мы не знаем ничего. Но по мере расширения из начальной точки температура падала, и материя структурировалась – на атомы, на разные компоненты тёмной материи, на барионы и так далее. Это можно сравнить с тем, как, например, был пар, а по мере его расширения он охлаждается, конденсируются капельки воды; при дальнейшем понижении температуры превращается в крупинки льда, то есть структурируется уже в другое состояние.
- Так что же это за чёрная дыра такая должна была быть, которая породила нашу Вселенную? Мы развиваемся из неё уже 14 миллиардов лет, гигантскую массу набрали только видимой материи, не говоря уже о чёрной. Что же это за импульс такой громадный – на той стороне?
- Это интересный вопрос. Это очень правильный вопрос.
На данный момент все модели вселенной исходят из сингулярного состояния. Формально если посмотреть, по фридмановской модели, то у нас там бесконечная масса. Значит, вопрос: откуда взялась бесконечная масса? Вопрос достаточно бессмысленный. Ибо какова модель, такова и масса. В этих простых моделях масса оказывается бесконечной. Но ясно, что масса бесконечной быть не может. Она конечна. Устройство же «белой дыры», которой является наша Вселенная по отношению к чёрной дыре по ту сторону, согласно нашей модели предусматривает, что гравитационная энергия может быть сколь угодно большой, а по знаку отрицательной. Это, может быть, объясняет это явление. Но на этот ваш вопрос мы ответить пока не можем. Мы как раз на той стадии, где как раз и пытаемся найти этот ответ. Пока можно сказать так: это загадки гравитационного поля.
- Могу ли я интерпретировать это так, что из этих вот самых трепыханий гравитационных полей материя и рождается?
- Да-да-да. Это энергия гравитационных полей…
- А как только она отлетает, гравитационные поля становятся менее интенсивными и менее переменчивыми, флуктуирующими, эффективная материя вступает на путь перерождения во что-то знакомое нам – в звёзды, планеты, в нас самих?
- Собственно говоря, этот эффект у нас и проявляется, в решениях. Когда мы эффективную материю вводим, она как бы гасит интенсивность гравитационного поля. На самом деле не мы её вводим, а эти гравитационные поля её рождают. Рождая её, они ослабляются и тем самым ослабляют сингулярность. Она как бы разгружается через материю. А как только та покидает сингулярность, дальше всё детерминируется, всё считается без проблем. Но до конца на ваш вопрос мы ответить пока не можем.
- Иными словами, вы уничтожили Большой взрыв, а на его место поставили большой импульс…
- В некотором смысле, да. Назовём это гипотезой, хотя мы построили модель прохождения через чёрную дыру. Хотя Большой взрыв мы не трогаем. Ибо с другой стороны я не понимаю, что значит – уничтожили Большой взрыв…
- Это значит то, что на данный момент у, скажем, общественности существует представление, что изначально где-то висела некая граната, которая взорвалась, а галактики, в конечном итоге, являются её осколками. Вот только ей, общественности неясны несколько моментов. В частности, где висела эта «граната», ежели пространства, как считается не было? Ведь это она родила пространство? Неясно, как это она могла взорваться. Ведь взрыв, хоть и краткий, но процесс-то всё равно во времени. А времени, считается, тоже не было. Если нет времени, то откуда возьмётся начало чего бы то ни было?
- Большой взрыв – это модель, которая даёт то, что мы видим: расширение из конечного времени и сверхплотного состояния. И это действительно выглядит как взрыв. И потому если вы возвращаетесь на 14 миллиардов лет назад, к моменту рождения Вселенной, то убедитесь, что время – конечно. Дальше вы пройти не сможете, дальше – сингулярность. Там начало, начало времени для этого вот расширяющегося потока.
Но с другой стороны, время – это лишь одна из геометрических координат. А геометрия очень сложной может быть. И в этом смысле мы не «убиваем» Большой взрыв, а объясняем, каким может быть его происхождение. Наша модель – это не взрыв какой-то «гранаты», а это коллапс, который инвертируется в расширение вселенной по ту сторону сингулярности.
- То есть – показали, что было до Большого взрыва?
- Да. Понимаете, сингулярность изобрели, чтобы спрятать некое табу. Вот мы не можем описать состояние, когда нет времени, нет пространства. Всё! Всё. И стала сингулярность. А на деле просто наш язык там кончается, которым мы описываем что-то. А мы ввели новый язык. И теперь мы можем сказать, что было до начала космологического расширения, которое названо Большим взрывом. А там была чёрная дыра. И там время продолжается.
- Или, можно сказать, заканчивается? Для тех, кто по ту сторону…
- Что было до Большого взрыва? А был коллапс той, другой вселенной, другой звезды…
- Что же получается? Ведь если наша Вселенная возникла из сингулярности, а сингулярность по нашу сторону - это белая дыра, где рождается материя из-за коллапса материи по ту сторону – если всё это так, то получается, что целые миры обрушиваются там в гравитационную бездну, чтобы здесь, скажем, жил и творил какой-нибудь… ну, скажем, политик. Представить только – по ту сторону те миры и души, и кошки и женщины, и закаты и мечты ушли в чёрную дыру, чтобы стать здесь нами...
- Ну-у… Наш язык не столь романтичен. Мы можем лишь сказать, что раз геодезические прошли, то вы можете проследить их историю. Они сначала шли по сжимающейся геометрии, потом попали в расширяющуюся. То есть они шли внутри чёрной дыры, а потом вышли здесь. И если вы вместе с ними как-то её прошли, то попадаете на другой лист вселенной. И становитесь частью её.
- Да, но ведь сегодня считается доказанным. Что и наша Галактика вращается вокруг массивной чёрной дыры в её центре. То есть Галактика – и мы – масса вещества, обречённая быть засосанной в эту воронку. И в качестве чего мы всплывём по ту сторону? Или попросту станем частью импульса, который разгонит там гравитационные поля до такой степени, что они начнут рождать там новое вещество?
- Это отдельная задача, когда вы бросаете материю в чёрную дыру, чтобы её массу увеличить. Там всё хитрее получается. Чёрная дыра суммирует всю свою прошлую историю. Но это уже совсем сложная модель. Похоже, там уже становится другая геометрия, другая симметрия. Мы пока просчитали более простой случай, при постоянной массе чёрной дыры. Вся история чёрной дыры в нашем пространстве формирует тот поток, по ту сторону. То, о чём мы говорили, про «серые» вселенные, про несформировавшиеся звёзды…
- Словом, если упрощённо, то чёрная дыра – это такая машина по преобразованию материи в гравитацию, которая рождает другую вселенную?
- Можно так сказать. Абсолютно правильно. То есть это машина, которая аккумулирует звёзды. Мы здесь теряем материю, а там… Там она - рождается.
Subscribe

  • О трактовке событий вокруг смерти князя Игоря

    А вот скажите мне кто-нибудь добренький, как, по вашему мнению могут быть совмещены следующие события и даты в непротиворечивый ход событий с…

  • Русские - повелители славян

    Интересные аллюзии к скандинавской мифологии предлагает внимательному читателю одна из самых известных русских былин – «Добрыня и змей». Конечно, в…

  • Русские - повелители славян

    Ещё на одно очень важное былинное свидетельство синтеза русов со славянами и прочими нативными элементами в ходе развития от догосударственных…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments