Comments 52
Ясно лишь, что в нашей Вселенной некоторых чёрных дыр действительно не может быть.
Полегчало)… или нет?
Чёрных дыр массой меньше 2,5 солнечных, скорее всего, не существует. По законам физики чёрные дыры могут формироваться всего лишь несколькими способами.Сформировать ЧД в 2.5 солнечных масс и дать ей частично испариться?
Наверняка же во Вселенной должны быть дыры, которые за прошедшие миллиарды лет испарились не до конца, оставив продолжающие испаряться небольшие остатки (меньше 2.5 солнечных масс).
Фотоны из видимого диапазона, близкого к инфракрасному, дошедшие до телескопа «Хаббл», показывают, как массивная звезда в 25 раз массивнее Солнца вдруг исчезла, не породив ни сверхновой, ни другого взрыва. Единственным разумным объяснением будет её прямой коллапс.Активировалась сфера Дайсона?
Всегда удивляло то что цивилизация, которая смогла построить сферу Дайсона - не смогла научиться утилизировать всю энергию, так что она светится в инфракрасном спектре. Какое-то тут противоречие мне видится.
Чтобы «утилизировать» энергию звезды, не сбрасывая её в виде тепла в окружающую Вселенную, нужно пустить эту энергию на какой-то экстраординарно энергоёмкий процесс.
«Законсервировать» термоядерную энергию можно, вернув её туда, откуда взяли — в атомы. Но в системе звезды ограниченное количество материи (не считая вещества, из которого состоит сама звезда), с которой можно поступить подобным образом.
Так что «холодная» сфера Дайсона вполне возможна (насколько она вообще возможна).
P.S. Особенно если это сфера Дайсона зонда фон Неймана…
«Законсервировать» термоядерную энергию можно, вернув её туда, откуда взяли — в атомы. Но в системе звезды ограниченное количество материи (не считая вещества, из которого состоит сама звезда), с которой можно поступить подобным образом.
Термоядерные реакции слияния с получением более тяжелых элементов. Насколько я помню, реакции для элементов тяжелее железа протекают с поглощением энергии.
Ну и как вариант, условные эльфы построили сферу Дайсона для производства мифрила-126 в промышленных масштабах, чтоб ковать из него бронелифчики. Гипотеза ничем не хуже остальных…
Чтобы «утилизировать» энергию звезды, не сбрасывая её в виде тепла в окружающую Вселенную, нужно пустить эту энергию на какой-то экстраординарно энергоёмкий процесс.
Поддержание каких-нибудь экстраординарно энергоёмких процессов и есть назначение постройки сфер Дайсона — когда нужна вся энергия, излучаемая целой звездой, на какие-нибудь нужды. Ещё и поэтому любое излучение из Сферы наружу — это прямые потери, которые по задумке должны быть минимизированы.
Огорчает ограниченность полёта мысли когда вижу «всерьёз» упоминание этого.
Из вики следует, что сам Дайсон почерпнул это из романа 1937 года, что уже даже тогда для времени выхода романа устарело.
Но справедливости ради, та же вики приводит примеры, что 50-60 назад эту идею со сферой уже активно закапывали.
Из написанного на вики не следует закапывания идеи, тем более 50-60 лет назад. Да, там есть предложения более эффективных средств извлечения энергии в нашей звёздной системе — которые не распространяются на звёздные системы в целом. А пассаж про гражданские свободы и монокультуру вообще не является аргументом ни за, ни против, и вообще там не нужен.
За время жизни вселенной испариться могли только ЧД массой с небольшой астероид. Время жизни ЧД растёт как куб массы, т.е. очень быстро. Поэтому ЧД массой 2,5 солнечных практически вечные, т.к. испаряются исчезающе слабо. Время их жизни триллионы триллионов лет (не считала, но это и так понятно).
Сформировать ЧД в 2.5 солнечных масс и дать ей частично испариться? /blockquote>
Судя по приведённым в посте данным, чёрная дыра массой в 2.5 солнечных за время существования вселенной потеряет массу, сравнимую с массой одного человека ("Если бы наше Солнце было чёрной дырой, на её испарение ушло бы 10^67 лет").
"Исчезновение" звезд можно объяснить схлопыванием в черную дыру если после этого есть научные подтверждения, типа эффекта линзирования. В противном случае вселенная может предложить свои варианты вплоть до мисликов, как в романе Франсис Карсак «Пришельцы ниоткуда», которые гасили звезды чтобы остудить и заселить планеты.
Это контринтуитивно, но нужно помнить: 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая Вселенная была меньше, чем наша сегодняшняя Солнечная система! (ссылка)
Какая масса должна быть у тела размером с Солнечную систему, чтобы оно было черной дырой? 1е40 кг. А масса Вселенной 1е53 кг. То есть тогда тогда Вселенная была черной дырой.
Пруфы не кину и утверждать, что это так, не хочу и не буду, но читал теорию, что вся наша вселенная - это чёрная дыра, а мы просто засасываемся ещё глубже внутрь, отсюда и видимое нам расширение вселенной.
Да, даже в Вики я встречал упоминание о том, что если рассчитать радиус Шваршильда для ЧД массой со Вселенную - то получим примерно размеры Вселенной. Из чего следует вывод, что мы сами живём внутри ЧД.
А как считают конкретно не знаю. Знаю только что там как ни считай, а ЧД не получается, тёмная энергия слишком сильна. Только если её выкинуть ЧД получается.
Может ли быть такое, что эту разницу мы и воспринимаем как «тёмную материю»?
а) тёмная материя имеет положительную массу, а не отрицательную. Поэтому если вселенная — ЧД без её учёта, то с ней и подабно.
б) масса вселенной точно не известна и имеет лишь верхнюю и нижнюю оценку, различающиеся более, чем на порядок. Величина, при которой вселенная становится ЧД, находится внутри диапазона.
Но есть проблема — мы нигде не видим сингулярности, огда как физики постоянно рисуют её внутри чёрной дыры. (но, может, просто плохо считали и она там действительно и не должна быть).
Из формулы Шварцшильда легко видеть, что общераспространенное мнение о том, что ЧД очень очень плотный объект ошибочно, ибо плотность ее обратно пропорциональна квадрату массы. Соответственно, если предположить, что на больших масштабах вселенная однородна по плотности, то начиная с какого то большого R (такого, чтобы плотность ЧД с радиусам R была меньше плотности вселенной) тогда можно в любом месте вселенной начертить воображаемый шар радиуса R, и эта область автоматически будет ЧД.
И да, получается, что R примерно равен размеру вселенной, что навевает на всякие мистические мысли. С другой стороны непонятно, будет ли черная дыра таковой, если среда вокруг нее будет такой же плотности, как она? Ведь тогда не будет и гравитационного потенциального барьера на границе ЧД.
При падении в ЧД сингулярность увидеть нельзя, пока с ней не встретишься. Так что не волнуйтесь, всё идёт по плану, когда будет надо, вам сообщат.
а) Энергия тела, бесконечно удалённого от чёрной дыры MC^2. Энергия этого же тела, опущенного на уровень её горизона должна быть на MC^2 меньше.
б) на горизонте событий оказывается бесконечное ускорение (кривизна). То есть любой объект, попавший на горизонт мгновенно разгоняется от 0 до C и тут же становится безмассовой частицей. Хотя, это в сингулярности должно быть… читаю ещё раз: «тензор кривизны вырожден в нуле и на радиусе Ш.»
г) расстояние между точкой снаружи горизонта и внутри получается комплексной величиной.
д) допустим, между двумя точками A и B пустого пространства есть некоторое бесконечное расстояние L, теперь поместим между ними чёрную дыру радиуса R.
Чему будет равняться сумма расстояний от A до горизонта и от другой стороны горизонта до B? Понятно, что из-за искривления пространства оно не будет равняться AB-2R. Но может ли оно оказаться бесконечным? То есть когда горизонт событий возникнет, то масса тут же начнёт падать со скоростью C в направлении «оси времени» вместе с горизонтом, оставляя за собой «коридор пространства», радиуса чуть более Шварцшильда. А всякий наблюдатель, который попытается прыгнуть за ней вслед, полетит со скоростью чуть менее C и потому никогда не достигнет горизонта. Но собственное время наблюдателя при этом начнёт стремиться к нулю, поэтому наблюдатель догонит горизонт событий за конечное по своим меркам время, но лишь когда достигнет края времени вселенной.
Эти рассуждения наводят на мысль, что возможность пересечь горизонт событий больше математическая, чем физическая, а область мнимых координат, отрицательных энергий итд недостижима, то есть единственный верный способ оказаться под горизонтом — это забраться внутрь звезды незадолго до коллапса. А вот как отработают законы физики здесь — я бы не был уверен. Пространство-время может поменять свои характеристики из-за разрыва.
Сингулярность на радиусе Шварцшильда -- исключительно координатная, наподобие оси в цилиндрических или оси/центра в сферических, физические величины (включая кривизну) там вполне конечны. Что наводит на мысли о том, что более удачный выбор координат позволит плавно переходить через горизонт. Например, координаты Крускала — Шекерса не имеют никаких проблем на радиусе Шварцшильда, только в центре, где полагается точечная масса с бесконечной плотностью. Если масса не точечная, решение Шварцшильда работает только снаружи и сингулярности в центре, скорее всего, не будет.
В сферических координатах при переходе за горизонт временная и радиальная координата "меняются местами".
Так что, насколько я знаю, бесконечное ускорение на горизонте может быть только в привычных, не самых удачных для перехода во внутреннюю область координатах; мнимых расстояний не будет; бесконечных расстояний тоже, если только не лезть к самой сингулярности в центре.
Я правильно понимаю, что если ЧД имеет электрический заряд, то тогда за её горизонтом, как бы близко мы ни были, можно расположить электрически достаточно заряженную частицу достаточно малой массы, чтобы она не падала? То есть в ЧД не обязательно падать сломя голову, а можно и аккуратно спуститься? В таком случае стремление силы к бесконечности по мере приближения к горизонту будет не только результатом неудачного выбора координат, но и результатом эксперимента, привязанного к ним?
Не уверен, что в достаточно популярном виде, но координаты Крускала — Шекерса вкратце описаны в Википедии, подробнее я смотрел лекции Ахмедова в курсе общей теории относительности на Coursera (неделя 5).
Общая теория относительности работает в любых координатах, но бесконечные проекции не всегда физичны. Например, если вы пересекаете ось в цилиндрических координатах с конечной скоростью, то угловая координата может мгновенно скакнуть, а радиальная скорость -- поменять знак. Компоненты векторов и тензоров могут быть бесконечными по координатным причинам, более верный способ проверить бесконечность на физичность -- аккуратно посчитать уместную скалярную величину.
По поводу (невращающейся) заряженной чёрной дыры -- у неё так же есть горизонт, и это не просто так. Я прикинул с уравнениями движения из Википедии и похоже, что электрические силы могут удержать тело в покое только за горизонтом, на горизонте потребуется бесконечный заряд, а внутри, думаю, это и вовсе невозможно.
Но такие экзотические конфигурации не обязательны для того, чтобы спуститься в чёрную дыру плавно, можно просто отдать часть энергии, например, излучить её.
Противоречие-с.
Тёмную энергию не просто так ввели — она как раз «лекарство от сингулярности» (в том числе).
Для того чтобы вселенная стать черной дырой, части вселенной должны быть информационно связанны, т.е. должно пройти достаточно времени чтобы одна часть маленькой вселенной "почувствовала" притяжение другой ее части.
В тоже время расширение было настолько быстрым что этого не происходило, потому что вселенная расширялась быстрее скорости света и более того, сейчас тоже расширяются быстрее скорости света.
Наша Вселенная существует порядка 13,8 млрд лет, поэтому все чёрные дыры массой меньше 10^12 кг – что примерно соответствует общей массе всех людей на планете Земля – должны были уже испариться.
Странное утверждение. Почему-то неявно подразумевается, что все такие чёрные дыры появились ровно в момент зарождения Вселенной. А если такая чёрная дыра появилась, скажем, вчера?
Температура чёрной дыры сравняется с температурой реликтового излучения приблизительно при массе Луны. Т. е. все ЧД легче Луны испаряются.
Никаких микроскопических черных дыр там возникнуть не может.
Действительно так. Микроскопические ЧД распадаются быстрее, чем набирают массу. Причём быстрее на много порядков. Сечение захвата квантовой чёрной дыры это 10^-66 см2. Т.е. фактически квантовые ЧД вообще не взаимодействуют ни с каким веществом, оно для них абсолютно прозрачно. Например сечение захвата нейтрино на 35 порядков (!) больше, и то их регистрируют единицы в огромных объёмах детекторов. [Такой газ из нано-ЧД мог бы быть идеальным кандидатом на роль тёмной материи, но по ряду причин это не он].
Если в коллайдере в результате столкновения частиц синтезируется ЧД, то она уйдёт незамеченной, упадёт к центру Земли и будет там вращаться по орбите или, что вероятнее, улётит в далёкие дали Вселенной.
Впрочем это зависит от главного вопроса: остаётся ли после испарения ЧД "огарок" или же она рассасывается без остатка? Спектр масс ЧД, разумеется, дискретен (характер спектра корень из N). Т.е. в результате испарения ЧД катится-катится вниз по своему спектру масс до минимума — основного состояния, и весь вопрос: стабильно ли оно? Или же тоже распадается на пару фотонов (не обязательно фотонов), и до свидания? Собственно в этом и есть центральная проблема — информационный парадокс.
Однако поскольку никакой убедительной теоретической мотивации и никаких наблюдаемых свидетельств в пользу существования изначальных чёрных дыр нет.
Фраза некорректно переведена. Возможно, слово "поскольку" лишнее, либо потерян конец фразы.
если-бы у нас были инструменты способные "увидеть"гамма излучение,с длиной волны Диаметра Нейтрона,то все "черные"дыры стали-бы остывшими(сбросившими тепловые фотоны-под действием-гамма излучения) нейтронными звездами
Черные дыры становятся все менее и менее черными. Однако они остаются математически бессмысленными.
Дело в том, что Эйнштейн написал в 1915 году написал уравнение гравитационного поля в упрощенном виде, исключив разумный принцип о том, что любая энергия, в том числе и энергия гравитационного поля является источником гравитационного поля. При этом Эйнштейн сделал важное замечание: «Исключительное положение энергии гравитационного поля по сравнению со всеми другими видами энергии привело бы к недопустимым последствиям»
Однако в 1915 году Эйнштейн посчитал смещение перигелия Меркурия и отклонение света возле Солнца. И убедился, что добавка энергии гравитационного поля мала и не играет роли, по крайней мере в небольших полях.
Важное следствие из этой полузабытой истории - уравнение Эйнштейна может не работать в сильных полях.
Уравнение и в самом деле не "работает" в сильных полях. При расстояниях от источника поля меньших 
(радиуса Щварцшильда) решение уравнения Эйнштейна становится бессмысленным. Это ясно всем, кроме некоторых астрофизиков. Разумеется это хорошо понимал и Эйнштейн до конца жизни (1955) он выступал против реальности этой части решения (это часто называют сингулярностями, но на самом деле это намного хуже).
Каких чёрных дыр не может быть в нашей Вселенной