Kosmologie černé díry

Black hole cosmology ( ang.  Black-hole cosmology , jiné názvy - "Schwarzschildova kosmologie", "kosmologický model" černá díra "") - kosmologický model , podle kterého je pozorovatelný vesmír (neboli Metagalaxie [1] ) uvnitř černé díra . Takové modely navrhl v roce 1972 indický teoretický fyzik Raj Patria .[2] a zároveň - britský matematik Irving Hood[3] .

Historie

Rozpínání vesmíru objevil E. Hubble , což vedlo ke vzniku samotného konceptu velkého třesku . Pojem „Velký třesk“ vytvořili popularizátoři vědy z matematických vzorců, ale nepříliš úspěšně. Umělost takového obrázku spočívá v tom, že výbuch, velký nebo malý, je pohled ze strany, ale mluvíme o celém Vesmíru, pohled ze strany je vyloučen. Navíc rozpínání vesmíru musí být zpomaleno gravitací, a to se nenašlo. Hlavní problémy se objevily na konci 20. století, kdy se objevily první známky toho, že vesmír se nejen rozpíná, ale rozpíná se zrychlením . To bylo nakonec prokázáno různými nezávislými metodami na počátku 2000. Jediný přírodní jev, kde dochází ke zrychlení, je pád v gravitačním poli. Při pádu do černé díry hmota prochází fází kontrakce a pro vnějšího pozorovatele mizí za horizontem událostí. Ale v referenčním rámci, který spadne do černé díry, proces pokračuje donekonečna. Prostor uvnitř černé díry za horizontem událostí se začíná rozšiřovat a v určitém okamžiku začíná hustá hmota přenášet záření . Jak vidíte, neliší se to od popisu Velkého třesku, ale nemá tu bolestnou otázku – co se stalo před „okamžikem nula“.

Podle verze původně navržené Patrii a Good a dále rozvíjené zejména Nikodimem Poplavským[4] , pozorovatelný vesmír není nic jiného než vnitřek černé díry umístěné uvnitř nějakého ještě většího vesmíru neboli multivesmíru . Každý takový model vyžaduje, aby se Hubbleův poloměr pozorovatelného vesmíru rovnal jeho Schwarzschildově poloměru . Podle aktuálně dostupných údajů jsou tyto hodnoty skutečně blízko, ale většina kosmologů to považuje za pouhou náhodu [5] .

Podle obecné teorie relativity vzniká Schwarzschildova černá díra v důsledku gravitačního kolapsu tělesa dostatečné hmotnosti. V teorii gravitace podle Einsteina-Cartana však gravitační kolaps tvoří takzvaný Einstein-Rosenův most nebo " červí díru " - rys časoprostoru , který je v každém okamžiku "tunelem" ve vesmíru. Červí díry a Schwarzschildovy černé díry jsou matematicky odlišná řešení obecné teorie relativity a Einstein-Cartanovy teorie. Pro vzdálené pozorovatele jsou však obě řešení pro objekty se stejnou hmotností nerozeznatelné. Einstein-Cartanova teorie rozšiřuje obecnou relativitu tím, že odstraňuje omezení symetrie afinního spojení a bere v úvahu antisymetrickou část , rotační tenzor, jako dynamická proměnná . Rotace se vypočítá jako kvantově mechanický efekt, vnitřní moment hybnosti ( spin ) hmoty. Minimální spojení mezi rotací a Diracovými spinoryvede k odpudivé spin-spinové interakci , která hraje velkou roli ve fermionové hmotě při velmi vysokých hustotách. Tato interakce zabraňuje vzniku gravitační singularity . Místo toho kolabující hmota dosáhne obrovské, ale konečné hustoty a „odskočí“, čímž vytvoří druhou stranu Einstein-Rosenova mostu, který roste jako nový vesmír [6] . Velký třesk byl tedy nesingulární velký odraz , ve kterém měl vesmír konečnou velikost [7] .

Podle verze navržené Niayesh Afshordi [8] , astrofyzikem z Perimeter Institute of Theoretical Physics(Kanada), náš vesmír je trojrozměrná brána , která je výsledkem kolapsu čtyřrozměrné hvězdy do čtyřrozměrné černé díry [9] .

Viz také

Poznámky

  1. Kosmologický obraz světa vycházející z hypotézy fraktálního Vesmíru str.1 . Získáno 6. července 2020. Archivováno z originálu dne 4. října 2016.
  2. Patria, R.K.Vesmír jako černá díra  (anglicky)  // Nature  : journal. - 1972. - Sv. 240 , č.p. 5379 . - str. 298-299 . - doi : 10.1038/240298a0 . — .
  3. Dobře, IJČínské vesmíry  (anglicky)  // Physics Today  : magazín. - 1972. - Červenec ( roč. 25 , č. 7 ). — S. 15 . - doi : 10.1063/1.3070923 .
  4. Poplawski, N.J.Radiální pohyb do Einstein-Rosenova mostu  //  Physics Letters B : deník. - 2010. - Sv. 687 , č.p. 2-3 . - str. 110-113 . - doi : 10.1016/j.physletb.2010.03.029 . — . - arXiv : 0902.1994 .
  5. Landsberg, PT Hmotnostní váhy a kosmologické náhody // Annalen der Physik . - 1984. - T. 496 , č. 2 . - S. 88-92 . - doi : 10.1002/andp.19844960203 . - .
  6. Poplawski, N.J. Kosmologie s torzí :Alternativa ke kosmické inflaci  // Physics Letters B : deník. - 2010. - Sv. 694 , č.p. 3 . - S. 181-185 . - doi : 10.1016/j.physletb.2010.09.056 . — . - arXiv : 1007.0587 .
  7. Popławski, N.Nesingulární, big-bounce kosmologie ze spojení spinor-torsion  (anglicky)  // Physical Review D  : journal. - 2012. - Sv. 85 , č. 10 . — S. 107502 . - doi : 10.1103/PhysRevD.85.107502 . - . - arXiv : 1111.4595 .
  8. Niayesh Afshordi. Vítejte na mé domovské stránce, jmenuji se Niayesh Afshordi . perimeterinstitut.ca. Získáno 28. září 2013. Archivováno z originálu 17. září 2013.
  9. Alexandr Berezin. Mohla by čtyřrozměrná černá díra dát vznik našemu trojrozměrnému vesmíru? (nedostupný odkaz) . Compulenta-Online (16. září 2013). Získáno 28. září 2013. Archivováno z originálu 18. září 2013.