Comments 115
Эм... Может быть потому, что никто и никогда не говорил, что его можно построить при помощи антиматерии?
Для варп-двигателя нужна не антиматерия, а материя с отрицательной массой.
Вообще были надежды что и с обычной материей можно - солитоны Ленца, но потом вышла статья Сантьяго, Шустера и Виссера, которые расписали, что сверхсветовой вариант без отрицательной массы всё равно не прокатит.
Мой проект гравилёта. Предположим гравитоны как мельчайшие частицы имеющие большую проникающую способность, их градиент энергии импульса будет гравитационным полем.
Например, рентгеновские фотоны не отражаются, а проходят сквозь вещество, но если они идут вскользь (88-89 градусов к нормали), под малым углом к зеркалам, тогда – отражаются. Этот эффект используется в орбитальных рентгеновских телескопах, зеркала там в форме бокала или гиперболы, отражающее покрытие многослойное, с чередующимися отражательными свойствами.
Делаем грави - турбину,
вот только диски в гравилёте нужны особые, лопасти в них должны состоять из кристаллических плоскостей направленных как лопасти в соосной схеме турбины, два диска вращаются в одну сторону, а третий средний в другую, чтобы избежать увлечения. Вы скажите что расстояние между частицами вещества большое, и гравитоны будут проходить сквозь вещество свободно? Действительно, так и будет если кристаллическая плоскость направлена поперечно, но если «смотреть» на кристаллическую плоскость почти вдоль, то она будет выглядеть как сплошная, отражающая (блестящая) поверхность, если от неё отразится хотя бы одна тысячная процента гравитонов, этого будет достаточно для создания гравитационной тяги, ведь гравитационное взаимодействие очень слабое, мы же не чёрную дыру собрались делать. Кристаллические плоскости должны иметь малое межатомное расстояние и тяжёлые яда, и наоборот между этими импровизированными лопатками нужно заполнить чем то аморфенным и не плотным. Собственно отражать гравитоны способны только ядра, это можно подсчитать по эффекту "дефекта массы" (ядро весит меньше суммы масс нуклонов), внешние нуклоны частично экранируют внутренние от гравитонов. Скорость вращения должна быть большая, диски лучше закрыть вакуумным кожухом.
У вас проблема с длинами волн. Чтобы ядра отражали грав.волны, эти гравволны должны иметь длину волны порядка размеров ядра или меньше. А поскольку скорость гравитонов совпадает со световой как минимум до 7 знака, это означает частоты как у гаммы.
Внимание вопрос - откуда гравволны с такими частотами возьмутся? Мы пока знаем два источника гравволн: слияние звёздных ЧД (частоты сотни герц, длины волн порядка сотен или единиц тысяч км) и слияние сверхмассивных ЧД при слиянии галактик (частоты порядка наногерц, длины волн порядка светового года).
ЧД с нужными вам параметрами просто не могут существовать, при таком радиусе они испаряются со взрывом за очень малые доли секунды. Возможно, в конце взрыва остаётся "планковская ЧД", но она уже слишком мелкая для ваших частот.
В-общем, более реалистичным звучит вернуться к грав. волнам от звёздных ЧД. Лопасти из цельного кристалла кремния длиной в сотни км - это конечно пока фантастика, но вполне научная, никаких фундаментальных препятствий для выращивания подобного в космосе вроде нет. Работать они будут правда только рядом с парочкой сливающихся ЧД, у гравволн из других галактик уж слишком малый импульс и энергия...
Как соотносятся длины гравиволн массивных объектов чёрных дыр и собственных комтоновских длин гравитонов это ещё вопрос, или, ещё более сложный вопрос гравитация может быть эмерджентной силой, тогда длина волны вообще не причём и квантовую гравитацию нельзя выводить аналогично теории поля.
Допустим, нам более менее известно откуда появляется инертная масса — из динамического механизма Хиггса, там появляется дополнительное скалярное поле, то есть к частице имеющий две степени поляризации добавляется третья — продольная степень поляризации. То есть векторные частицы имеющие спин единица определяют поведение электро слабого и сильного взаимодействия, но не гравитационного. Соответственно, продольная степень поляризации обозначает скалярное поле частиц которые не имеют спин, а имеют только импульс. Ядра это довольно плотная упаковка нуклонов, кварков, глюонов, условно говоря модель мешка это когда кварки опираются на стенки более плотного вакуума чем в центре мешка, И здесь на сцену выступают гравиподобные глюоны (это официальный термин), действующие вот этой самой продольной степенью поляризации. Представьте такой скалярный конденсат из этих самых продольных степеней — импульсов барабанит по нуклону. Действие равно противодействию, а мы возьмём и сделаем из этих нуклонов турбинку и вперёд к звёздам !
комтоновских длин гравитонов
Гравитон вроде как безмассовый, тогда комптоновская длина волны бесконечная вообще.
От бесконечностей надо избавляться - это правило. Почему квантовая теория гравитации никак не клеится — новые подходы надо выбирать
Странное замечание, ведь это вы сами предложили использовать комптоновскую длину гравитона.
это вы сами предложили использовать комптоновскую длину гравитона.
Нет, в том посте я хотел объяснить что за электро слабые и сильные взаимодействия отвечают векторные переносчики обладающе спиновой волновой функцией. А гравитация это совершенно отдельная сила не похожая на 3 остальные. Тогда переносчиком гравитации совершенно не подходит теории поля с их волновыми функциями спинами и тд. Вероятнее всего это скалярная частица имеющая только импульс.
Допустим вакуум это море виртуальных частиц когда они полялизуются мы получаем электрослабые силы между зарядов. Но кроме этого у виртуальных частиц есть ещё коллективное (эмерджентное ) свойство это —температура. Градиент энергии вакуума и будет кривизной пространство времени, из горячей области приходят более сильные импульсы переносчиков и движут частицы к земле, (часы идут быстрее где горячее и тд)
Не знаю, что там в квантовой гравитации будет, но в пределе она должна сходиться к классической ОТО. А там длины гравитационных волн вполне строго определены. Всякие там лиго с наногравами вытаскивают информацию именно из частотного представления (там конечно лютая заумь const-Q, но внутри этой зауми старое доброе оконное преобразование Фурье с окном-гауссианой).
Не знаю, что там будет в квантовой гравитации будет
ОТО ничего не говорит о квантовой гравитации ,гравитоне, чтобы на неё ссылаться. Если грубо прикинуть разницу волн космических объектов, слияние чёрных дыр и волн гравитона, уже становится понятно что они описываются совершенно по разному, мегамир и микромир разные вещи. Давайте лучше рассмотрим что происходит на сверх малых расстояниях. Согласно механизму динамической генерации масс,- частица движется сквозь скалярный конденсат и соударяется с виртуальными хиггсами, (рассчитаны даже расстояния которые частица данной массы может пройти не столкнувшись) это так называемое зигзаг модель, тяжёлая частица сталкивается чаще взаимодействует с полем Хиггса сильнее, лёгкая реже поэтому лёгкая. Смотрите рисунок из книги
просто сделав пол космического корабля из обычной материи, а его потолок — из антиматерии, мы могли бы создать космический корабль с собственной встроенной автоматической системой искусственной гравитации
Кто может объяснить, как это должно было работать? Типа пол притягивает, а потолок отталкивает? Тогда какого размера должны быть пол и потолок, чтобы их масса заметно притягивала тела на поверхности?
И как планировалось изолировать антиматериальный потолок от остального корабля? Даже небольшое количество обычной материи (типа газов, просачивающихся из отсеков) уже давало бы кучу жёсткой гаммы в результате аннигиляции.
И как планировалось изолировать антиматериальный потолок от остального корабля?
я далёк от физики такого уровня, но имею предложение: потолок из обычной материи представляющий из себя полое тело с вакуумом внутри которого "лежит" сильно больший по массе блок из антиматерии, и удерживаемый от соприкосновения со стенками магнитной силой. правда если этот магнитный саркофаг обесточить "бум" будет знатный..
Самое примечательное это то, что прокрастинирующий чувак (привет авторам надоевших статей про то, как бороться с прокрастинацией) приблизил (назовем это так) понимание того, как построить варп-движок. Лень - основа прогресса. А эти вечно занятые ученые, вместо того, чтоб расслабиться и придумать, что-то стоящее, лишь разрушают идеи гоняя водород в дорогущей пробирке
Не приблизил. Это полностью фантомная конструкция. На уровне хорошей научной фантастики. Мы даже не знаем возможна ли материя с отрицательной массой.
Если такая материя и есть, то за ней придётся побегать по Вселенной в буквальном смысле. Как я понимаю, она должна отталкиваться от обычной, и притягиваться к родственной.
Поэтому ещё на начальном этапе формирования звезд она удрала куда подальше в войды, сформировала "белые дыры" :) и приблизиться к ней кораблю с целью набрать пакетик нереально, так как там должен будет формироваться антигоризонт событий, за который обычная материя не может проникнуть :)))
Вот собственно да, материя с отрицательной массой видимо спонтанно и образует эти самые пузыри и в любом случае будет выкинута за пределы вселенной. Так что она вот точно вещь не наблюдаемая.
Стоит начать с доказательства возможности ее существования. А уже потом строить теории где искать или как получить в лаборатории.
Вышло ещё несколько работ доказывающих, что даже если у нас будет необходимая экзотическая материя, то ничего не выйдет с путешествиями на космическом корабле на подобных принципах. В частности в одной работе показывалось, что на границе пузыря искривляющего пространство обязано образовываться какое-то безумное кол-во гамма излучения, которое бы изжарило/расплавило бы корабль, как только он начал движение, а у уж про каких-то живых существ или электронике внутри корабля и говорить не приходится.
Похоже что редкие запасы этой материи и были обнаружены на Пандоре, в первой серии Аватара.
Как по мне, то белые дыры если и могут существовать, то только в прошлом, как источник "большого взрыва", после чего мгновенно коллапсируют, хотя в условной галактике-родителе, размерностью\измерением\пространством повыше, они будут висеть в виде черных дыр еще бесконечно долго, пока не испарятся визуально, не знаю почему, но когда я представляю черные дыры с бесконечной массой стягивающейся в одну точку в пространстве, у меня появляется зеркальная версия этого события, когда стягивание в одну точку можно рассматривать как расширение самого пространства сразу во все стороны после преодоления бутылочного горлышка этой самой бесконечно массивной точки, это как с надувным шариком, точка, в которую надуваем воздух - бесконечно массивная горловина, выйти из которой ничего уже не может, а сами стенки шарика - пространство, которое тянется и увеличивается сразу везде.
Честно говоря, не уверен что у меня хватает знаний для подобных рассуждений, возможно реальные ученые уже пытались объяснить такой сценарий, но лично для меня это идеальный, элегантный вариант событий, которые мы наблюдаем и которые теоретически возможно и должны быть.
Мы даже не знаем возможна ли материя с отрицательной массой.
Так то знаем уже. Темная энергия, она же отрицательная энергия, явно обладает свойствами антигравитации. Даже если это чистое поле, все равно энергия эквивалентна материи и значит антигравитация в принципе возможна. Если же действие темной энергии порождается вполне материальной зеркальной материей, расположенной в центрах войдов (антиматерия по признаку инерции-гравитации, а не электрического заряда), то и подавно гравитационная антиматерия существует, причем ее, судя по расчетам космологов, почти на два порядка больше обычной материи. Другое дело, как ее ловить и удерживать, если она избегает гравитации и убегает из областей Вселенной, заполненной обычным веществом (т.н. космологические "филаменты") - вот вопрос!
Да ничего мы не знаем. Есть не имеющая никаких фактических доказательств гипотеза, которой придерживаются ряд физиков из совершенно другой области физики (а именно ФЭЧ, при том что гипотеза относится к космологии).
Например, наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной может объясняться банальной кривизной "пустого" пространства. Когда-то ведь на полном серьёзе считали, что и Земля плоская.
А как с законом сохранения энергии быть? А то мы быстро привяжем тросы к двум разнесенным массам и будем из их разбегания энергию добывать вечно? :)
Например, наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной может объясняться банальной кривизной "пустого" пространства.
В рамках ОТО кривизна пространства не влияет на ускорение расширения Вселенной (
, где 
— масштабный фактор, что обычно и имеют в виду), а "нормальные" компоненты (с неотрицательным давлением) вносят отрицательный вклад. Кривизну можно формально рассмотреть как "форму энергии", и у неё получается отрицательное давление, но такое, что ровно компенсирует вклад плотности в ускорение. Так что нужна ещё более экзотическая субстанция.
В рамках ОТО кривизна пространства не влияет на ускорение расширения Вселенной
Это в статике
Кривизну можно формально рассмотреть как "форму энергии"
Математически много чего можно, вопрос, есть ли в этом какой-либо физический смысл. Пока это выглядит как попытка плотников представить все проблемы гвоздями.
Не вполне понял ваши возражения.
Можно и не рассматривать кривизну формально как "форму энергии", тогда это отдельный и давно известный член в уравнении/уравнениях Фридмана, причём такой, что на скорость расширения (
) влияет, а на ускорение (
) — нет.
И я имею в виду крупномасштабную кривизну, которая предполагается везде одинаковой. Из уравнений Эйнштейна получается, что она тогда очень специфическим образом меняется со временем: физический радиус кривизны растягивается вместе со Вселенной (или, что то же самое, сопутствующий радиус кривизны остаётся постоянным).
Да нет же, Лямбда в ОТО это константная добавка к скалярной кривизне, которая отвечает непосредственно за ускоренное расширение. Без всяких там "а давайте перенесём вправо и обзовём тёмной энергией".
Да нет же, Лямбда в ОТО это константная добавка к скалярной кривизне, которая отвечает непосредственно за ускоренное расширение.
Ну, можно так сказать, но с приличной натяжкой. Добавка только к скалярной кривизне, а тензорные от наличия космологической постоянной не меняются. Разве не странно, например, иметь ненулевую скалярную кривизну при нулевом тензоре Римана (последнее значит, что при параллельных переносах по замкнутым контурам ничего не меняется, как и в плоском пространстве), на который Лямбда в рамках ОТО не влияет?
Кроме того, изменение скалярной кривизны с расширением Вселенной будет более хитрым и менее понятным, если включить в неё космологическую постоянную, т.к. кривизна падает обратно пропорционально квадрату масштабного фактора, а Лямбда... ну... постоянна.
Мне кажется, тут уже разница между существенными модификациями и новой сущностью не принципиальна. Преимущества ещё одного варианта формализма недостаточно ясны, а их и так уже немало с переносом космологической постоянной и кривизны из левой части в правую и обратно.
Ого! Тут тебе и теория гравитации Эйнштейна-Картана-Шиамы-Киббла, и регулярный мост Эйнштейна-Розена – "червоточина, соединяющую чёрную дыру на одном конце с белой дырой на другом", и знаменитая на весь мир формула из трёх букв и одной цифры, и варп-двигатель, и "антиматерия", и "Пузырь Алькубьерре".
«Было бы гораздо круче, если бы антиматерия упала вверх» - это уж точно, и, возможно, если её засунуть в «Цилиндр О’Нилла», также известный, как Остров III, она туда и упадёт.
PS Для непосвящённых:
"Пузырь Алькубьерре — теоретически возможная идея варп-двигателя, согласно которой космический корабль мог бы достичь кажущейся скорости, превышающей скорость света, сжимая пространство перед собой и расширяя пространство позади себя". (с) Википедия, все права защищены. https://ru.wikipedia.org/wiki/Пузырь_Алькубьерре
Запомните эту великую фразу. Это физика "новой нормальности". Ей сказно всё.
: что могут существовать «дополнительные» пространственные измерения, выходящие за рамки трёх известных нам, и что пространство может быть не плоским, а искривлённым.
это вообще из другой оперы. Свёрнутые измерения находятся во внутреннем пространстве частицы и не имеют значение их направление искривления в обычном пространстве, тем более они компактифицированные. Внутреннее пространство или брана пятого измерения это всего лишь особое взаимное направление спинов заряда и переносчика в момент их рассеивания, на кораблях там не полетаешь
атомы антиводорода испытывают направленную вниз гравитационную силу, сравнимую с той, которую испытывают атомы водорода
Или они испытывают гравитационную силу, направленную вверх, но по второму закону Ньютона, ускорение направлено вниз, из-за отрицательной массы. Нужно проводить гораздо более масштабный эксперимент - проверить, не отталкивает ли антиматерия от себя обычную материю.
Тогда бы антиматерия гонялась за обычной материей, а та, отталкиваясь, ускорялась бы ещё быстрее...
Вы, буквально, описали события, которые теоретически, прямо сейчас мы и наблюдаем, хоть и в шуточной форме, мы ведь действительно наблюдаем ускорение пространства, но при этом детектируем какие-то источники массы, невидимые вообще для всего, хотя как по мне, тут куда элегантней версия с шариком, который просто увеличивается во все стороны.
Нет, инертная масса у антипротонов такая же, как и у протонов - под действием электрического поля они движутся в ожидаемую сторону. Тут вопрос про принцип эквивалентности инертной и гравитационной массы. Ведь когда Эйнштейн его выдвигал, про существование антивещества вообще не было известно.
Если бы у антивещества была отрицательная гравитационная масса, это было бы интересно. Концепция такая - в противоположность электрическим зарядам, массы одного знака притягиваются, а разных - отталкиваются. Это могло бы, к примеру, неожиданным образом закрыть вопрос барионной асимметрии Вселенной - вещества и антивещества на самом деле поровну, но они разделились до уровня скоплений галактик. Но возникла бы проблема с черными дырами. Ведь черная дыра с точки зрения антивещества была бы белой дырой, и наоборот. Любая черная дыра создавала бы поток антивещества - возникающие из-за квантовых флуктуаций виртуальные пары частица-античастица (помните про излучение Хокинга?) разрывались бы гравитационным полем, частицы падали в черную дыру, увеличивая ее массу, а античастицы выталкивались наружу.
под действием электрического поля они движутся в ожидаемую сторону
Вопрос от Кеану Ривза: - А что если антипротоны по знаку электрического заряда идентичны протонам? Что если Дирак ошибся, в своём уравнении?
Позитроны бы тогда вокруг них в атоме антиводорода не размазывались по орбиталям. А они-то гораздо лучше изучены :)
Так и позитроны, тоже из уравнения Дирака пришли.
Позитроны бы тогда электрически отталкивались от электронов (а антипротоны — от протонов) и им было бы намного сложнее аннигилировать.
Позитроны бы не отталкивались а притягивались бы, за счёт своей отрицательной инерции. А вот электроны бы да, от позитронов убегали.
Что скажете о моей модели гравилёта
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/793008/comments/#comment_26498920
Позитроны бы тогда электрически отталкивались от электронов (а антипротоны — от протонов) и им было бы намного сложнее аннигилировать.
Вообще идею о том что антиматерия имеет отрицательную массу поддерживали всего лишь единицы.
В начале надо подумать правильно ли мы даём определение антиматерия, то есть это некоторые двойники частиц которые получаются только в экспериментах или в природе и живут короткое время.
А может быть их лучше разделять на частицы и античастицы по их фундаментальным свойствам? Допустим электрон движется вперёд во времени имеет положительную энергию (положительную частоту - правильная зависимость от времени), отрицательная учётность, спиральность, киральность и ещё ряд характеристик. Соответственно позитрон имеет эти же характеристики но противоположные.
Может быть было бы справедливо все положительные заряды и частицы назвать частицами, а отрицательные античастицами?
Можно придумать какое-то альтернативное определение, но пока не очень понятно, зачем (кроме того, чтобы всех окончательно запутать).
Хотя вроде бы единственные фундаментальные (пока что) частицы без электрического заряда, которые могут не быть идентичны своим античастицам — это нейтрино, да и то не точно. (Нейтрон антинейтрону не идентичен, но они состоят из кварков.)
Можно придумать какое-то альтернативное определение, но пока не очень понятно, зачем (кроме того, чтобы всех окончательно запутать)
как зачем, таким образом мы решим проблему барионной ассиметрии. Например материя нейтральна, плюсов и минусов одинаково. Потом пересчитываем спиральности и киральности всех лептонов и кварков которые стабильны —если будет 0, т.е нейтрализуют друг друга, то тогда и проблемы нет. Кстати говоря в преонной модели не существует проблемы барионной ассиметрии
как зачем, таким образом мы решим проблему барионной ассиметрии. Например материя нейтральна, плюсов и минусов одинаково.
Вы так можете восстановить симметрию антивещества и вещества в целом, но каждая фиксированная частица (или теперь античастица) материи по-прежнему будет преобладать над своей античастицей (или частицей соответственно).
Кстати говоря в преонной модели не существует проблемы барионной ассиметрии
Я с ней слабо знаком, но, наверное, там всё же не только (и не столько) переопределением понятий "частица" и "античастица" проблема решается? Неубедительный какой-то трюк по-прежнему.
Вы так можете восстановить симметрию антивещества и вещества в целом, но каждая фиксированная частица (или теперь античастица) материи по-прежнему будет преобладать над своей античастицей (или частицей соответственно).
не понял, поясните. Чем конкретная частица будет преобладать, какое то скрытое свойство?
Я имел в виду, преобладание по количеству: что в ряде пар частица-античастица одна встречается почти всегда, а другая — практически никогда. Вроде бы в этом и есть проблема бариогенеза, а не только в том, что суммарное количество частиц всех видов, т.е всех частиц минус всех античастиц, не ноль. Исключительно переклеиванием ярлыков в некоторых парах это не решается.
здесь главное чтобы выполнялся закон сохранения углового момента: если одна вращается в одну сторону то другая в другую. Полный спин состоит из орбитальной части и собственного спина, так вот эту орбитальную часть можно сравнить с сливным отверстием когда вода спонтанно выбирает направление вращения. Спонтанное нарушение киральной симметрии.
https://www.youtube.com/watch?v=_uyoR2muC9I
А не может её решить недавнее открытие ЧД, существовавших на очень ранних этапах сущестовования вселенной? Которые, по идее, собрались без помощи звёзд, сразу из газа. Часть материи сваливается в ЧД, часть аннигилирует, а оставшаяся не сбанасированная и видится нам как обычная материя. ЧД же, вроде как, всё равно, что поглащать. Обычную или анти.
Чтобы частицы одного сорта провалились в чёрную дыру, для начала надо чтобы они собрались в каком то районе.
На самом деле альтернативная вселенная должна была состоять не из античастиц, а из зеркальных частиц где вместо зарядов магнитные монополи ,и электрических зарядов не существует
Как показывает сам факт наличия ЧД (в т.ч. и очень ранних сверхмассивных) - со сбором у них нет никаких проблем. Да и не требуются частицы "одного сорта". ЧД всеядны. Собственно по этому они и могут создать дисбаланс.
Не понимаю что вы хотите сказать. Бариогенез закончился в первые секунды и после этого уже ничего не менялось, чёрных дыр тогда не было
А почему уверены, что в тот момент дисбаланс уже был? Он вполне мог образоваться и позднее.
Аннигиляция большинства пар частиц-античастиц материи происходит в доли секунды после Большого взрыва. Без дисбаланса на тот момент материи бы практически не осталось на фоне фотонов (точнее, должны были посчитать, что получилось бы намного меньше, чем наблюдается).
В ранней вселенной произошёл фазовый переход, некоторые безмассовые частицы получили массу благодаря поеданию скалярных голдстоуновских бозонов. Скалярное поле абсолютно симметричное но благодаря такой комбинации мод происходит нарушение киральной симметрии (выделенное направление в изотстопическом пространстве) все частицы стандартной модели становятся лево-киральные, античастицы наоборот. Скалярное поле имеет ненулевую энергию эта энергия переходит в массы частицы
Часть материи сваливается в ЧД, часть аннигилирует, а оставшаяся не сбалансированная и видится нам как обычная материя. ЧД же вроде как всё равно, что поглощать. Обычную или анти.
Именно из-за того, что ЧД всё равно, что поглощать, не ясно, как они могут быть ответственны за несбалансированность. (Да и был уже похожий вопрос тут.)
В смысле - как? Легко. У нас же при аннигиляции получаются фотоны, но их ЧД без проблем их бережно хранит дальше одновременно уменьшая вероятность поучаствовать в реакции поглощенной несбалансированной части. А вероятность того, что туда попадёт равное количество материи и антиметии практически никакая на раних этапах.
А "похожий" вопрос вообще не про это. Там идея сильно сложнее, хотя логика разделения аналогична.
Хм, эффект, может быть, и есть, но вроде бы крайне слабый по ряду причин.
Аннигиляция (электромагнитная, для электрически заряженных частиц самая сильная) — это частица + античастица превращаются в пару фотонов (фотон сам себе античастица). Поглощение чёрными дырами фотонов на баланс материи и антиматерии не влияют.
Да, в чёрной дыре может оказаться неравное количество частиц и античастиц. Но тогда у чёрной дыры (почти наверняка) будет ненулевой электрический заряд. Он будет сильнее притягивать частицы противоположного знака и восстанавливать баланс.
Думаю, что даже без эффекта заряда чёрной дыры уже того, что снаружи оказалось больше частиц (или античастиц), достаточно, чтобы они стали попадать внутрь чаще и тоже приближали равновесие со временем.
И у разных чёрных дыр отклонения от баланса частиц с античастицами внутри будут в разные стороны, среднее должно быть очень близко к нулю, и усилить это глобально ещё сложнее.
Наконец, во времена лептогенеза и бариогенеза Вселенная (согласно стандартной космологической модели) была очень однородной, значительные уплотнения были крайне редки, и традиционных чёрных дыр образоваться должно было исчезающе мало.
Да, в чёрной дыре может оказаться неравное количество частиц и античастиц. Но тогда у чёрной дыры (почти наверняка) будет ненулевой электрический заряд. Он будет сильнее притягивать частицы противоположного знака и восстанавливать баланс.
Я, естественно, именно про это. Заряд - это да, не подумал. Однако положительный заряд можно компенсировать антипротоном, а можно ведь и электроном. Т.е. на баланс это может и не влиять. Точнее - влиять незначительно. Без расчётов вряд-ли можно сразу сказать.
И у разных чёрных дыр отклонения от баланса частиц с античастицами внутри будут в разные стороны, среднее должно быть очень близко к нулю, и усилить это глобально ещё сложнее.
Так много, вроде, и не надо. Не помню числел, но там, кажется, разница весьма небольшая предполагается.
Наконец, во времена лептогенеза и бариогенеза Вселенная (согласно стандартной космологической модели) была очень однородной, значительные уплотнения были крайне редки, и традиционных чёрных дыр образоваться должно было исчезающе мало.
Изначально предполагалось, что их вообще не должно образоваться так рано. Однако вот уже начали сверхмассивные находить. Хотя, наверно, если бы вся материя (кроме оставшихся крох) туда ушла - их бы должно было быть на много порядков больше. Так что да, согласен. Идея явно неудачная. :(
Однако положительный заряд можно компенсировать антипротоном, а можно ведь и электроном.
Частицы-античастицы аннигилируют в порядке убывания масс, что вроде бы снижает вероятность такого смешивания.
Так много, вроде, и не надо. Не помню числел, но там, кажется, разница весьма небольшая предполагается.
Отношение числа барионов к числу фотонов 
. Вроде бы мало, но если перемножить много малых факторов, может получиться и намного меньше. Хотя да, с ходу сложно оценить, насколько.
Частицы-античастицы аннигилируют в порядке убывания масс, что вроде бы снижает вероятность такого смешивания.
Не совсем понял. Однако я вообще не про аннигиляцию это, а про решение проблемы баланса заряда чд. Если заряд будет нулевой, то и тянуть она будт всё одинаково. А как именно получен нулевой: за счёт материи или антиматерии, разницы для самой ЧД, вроде как, нет.
Сначала, когда Вселенная очень плотная и горячая, пары частиц и античастиц постоянно рождаются и аннигилируют в огромном количестве практически равными темпами. Но по мере того, как температура падает, всё большее предпочтение "отдаётся" аннигиляции, так как при этом высвобождается энергия из масс частиц-античастиц. Чем более массивная частица, тем раньше это происходит.
В какой-то момент ещё из-за разреживания (расширения) Вселенной реакции становятся слишком редкими и плотности частиц "замораживаются". Это всё считается, и без определённых нарушений симметрии в реакциях не получается объяснить наблюдаемое соотношение барионов к фотонам и/или редкость антиматерии.
Кстати, вроде как для двух типов частиц (и их античастиц) и температуры намного выше масс обеих равновесная плотность будет больше для более массивной из них. То есть протонов и антипротонов сначала больше, чем электронов и позитронов, но аннигилируют они тоже раньше. Тогда, кажется, сложнее сбалансировать антипротоны внутри этих гипотетических очень ранних чёрных дыр электронами. Кроме того, это, кажется, приведёт к более серьёзному преобладанию позитронов, и куда они потом все делись? Наконец, что с нейтронами и антинейтронами, у которых заряда нет?
Вообще, про время назад у античастиц - это как? Время же свойство пространства-времени, а не содержащейся в нём материи.
Да это на самом деле так, а не только на диаграммах Фейнмана когда античастица летит вперёд но обозначается стрелкой назад. Дело в том что у частицы есть так называемое внутреннее пространство можно прочитать в статье спиноры Дирака). Полный спин частицы J состоит из орбитальной части L и собственного спина S, орбитальная часть это не орбита электрона вокруг атома, это zitterbewegung — вращение по кругу или спирали в свёрнутом пространстве, диаметр этого круга соответствует длине волны. ось или спин частицы процессирует на этой спирали, так что частица как бы ввинчивается штопором в внутреннем пространстве, хотя в обычном пространстве она может стоять на месте. Эти 2 вращения происходят со скоростью света, так что в любой системе отсчёта эта система лоренц -инвариантна. Как известны все античастицы стандартной модели право-киральны, а частицы лево-киральны, формально это спинор Вейля , такой ток на поверхности частицы рождает фотоны или поглощает фотоны, что равнозначно движению вперёд во времени или назад во времени, как будто кино крутят назад или вперёд
Здесь должен быть мем "ничего не понятно, но очень интересно"... Самая понятная фраза про фотоны - а они-то откуда возникнут или поглотятся без взаимодействий? И почему это равнозначно движению во времени?
фотоны берутся из вакуума там они находятся в виртуальном ненаблюдаемом состоянии, представьте множество стрелок все смотрят в разные стороны, это состояние нулевого вакуума, Далее заряд устраивает стрелки в одном направлении поляризует- это будут поле, если заряд дёрнуть это поле свернётся в бублик и улетит прочь -это будет фотон.
Есть модель море Дирака, там частицы это холмики с положительной энергией, а античастицы ямки с отрицательной энергией, аннигиляция это падение холмика в ямку, некий поток энергии. На самом деле нет никакого нарушения времени , грубо можно представить как исток и сток энергии вакуума
Тогда выходит, что говорить о них про направление времени в общем не имеет смысла.
Нет, если рассматривать античастицы с уровня современных знаний то они действительно двиутся назад во времени, но если погрузиться на более глубокий уровень всё проясняется, античастицы вокруг себя локально) понижают энтропию (мера порядка увеличивается что обозначает стрела времени движется неправильно, -назад, частицы непрерывно подпитываются энергией вакуума), но с другой стороны, энтропия вакуума во вселенной возрастает, то есть время движется правильно (глобально). Запас энергии большого взрыва постепенно рассеивается, в конечном итоге произойдёт тепловая смерть вселенной
А что если антипротоны по знаку электрического заряда идентичны протонам
Это. конечно, проверено и тысячи раз перепроверено. Траектории антипротонов в магнитном поле полностью совпадают с траекториями протонов, но закручиваются в другую сторону...
Тут вроде бы подразумевалось, что у античастиц не заряд противоположный, а масса, что якобы сложнее проверить, потому что гравитация намного слабее электромагнитного взаимодействия для заряженных частиц. Но тогда действительно при взаимодействии частицы и античастицы они начинали бы ускоряться в одну сторону и практически не могли аннигилировать.
Если представить что стрелки часов это оси координат и загнуть их под 45 градусов то можно наблюдать за искривлением пространства времени
Пространство-время в ОТО обозначает собой физический вакуум из КТП. Искривление пространства-времени в сторону материи означает расширение и ускоренное движение вакуума в сторону материи. Иначе не объяснить эквивалентность инертной массы тела и его пассивной гравитационной массы. А такое движение вакуума возможно лишь при снижении материей плотности энергии вакуума. Метрика пространства-времени вокруг неё сжимается, геометрия там Риманова.
Поэтому для создания варп-двигателя нужна не антиматерия, а процесс, повышающий плотность энергии вакуума. Например, излучение электронами фотонов, что снижает массу (энергию) электронов. Тогда в этой области метрика будет расходиться, а геометрия станет Лобачевского. Если запустить процесс излучения фотонов сзади корабля, а впереди запустить процесс их поглощения, то вакуум будет перетекать из области его высокой плотности в сторону низкой плотности и увлекать с собой корабль. В эффекте Казимира аналогичный градиент плотности вакуума приводит к сжатию пластин.
Хорошо, а как тогда фотоны сзади смогут попасть в область спереди?
Можно создать вокруг корабля тор вращающейся плазмы. Сзади горячая, тяжёлая плазма излучает фотоны и становится лёгкой. Фотоны собираются системой зеркал и световодов, замедляются и направляются к переду корабля. Туда приходит по кругу остывшая, лёгкая плазма, поглощает фотоны и тяжелеет. Получается движущий градиент плотности вакуума относительно внешнего для корабля вакуума с постоянной плотностью. Но корабль не будет ощущать этого градиента. Ускоряясь движущимся вакуумом, он будет в невесомости, как свободно падающее на Землю тело, которое ускоряется втекающим в планету вакуумом.
Чем больше корабль, тем больше тор плазмы вокруг него. Движущийся вакуум сообщает своё ускорение телам любой массы и плотности. Проверено Ньютоном в колбе с откачанным воздухом, где с одинаковой скоростью падали перо и свинцовая дробина.
Разве этот опыт не Галилей еще проводил?
Галилей катал шары разной массы по наклонной плоскости и якобы бросал их с Пизанской башни. Суть опытов и их результат тот же - тела разной массы падают из одной точки с одинаковой скоростью и ускорением.
Ньютон, кроме прочего, почти объяснил природу гравитации: «Не является ли эта среда значительно более разреженной внутри плотных тел – Солнца, звёзд, планет и комет, чем в пустых небесных пространствах между ними? И не становится ли она постоянно плотнее при удалении от этих тел на большие расстояния, вызывая благодаря этому тяготение этих больших тел друг к другу, а их частей к центру, так как каждое тело стремится идти от более плотных частей среды к более разреженным?» (Трактат «Оптика», 3 книга, 21 вопрос).
Спереди анти- де Ситтера, а сзади де Ситтера. Проводились опыты по аналоговой гравитации : делался кораблик, передняя его часть была холодная, а задняя горячая ,так он двигался вперёд
Не слышал об этом, но обоснование, возможно, сходное. Читал о динамических аналогах гравитации чёрной дыры. Например, об аналоге квантованного вакуума в виде переохлаждённых атомов рубидия в опыте Штейнхауэра.
Как вам моя модель гравилёта?
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/793008/comments/#comment_26498920
Вот вы все агитируете на хабре, а взяли бы и проработали и обосновали свои предположения. За несколько лет можно уже подтянуть физику и заняться дифференциальной геометрией. Похожие мысли уже давно разрабатывают, но чтоб они взлетели, нужно воспроизвести имеющиеся результаты и показать новые. Да, такие радикальные идеи принимают в штыки и разрабатываются одиночками, вот и возьмите чьи-то наработки и доведите до ума. Вот например: https://arxiv.org/abs/gr-qc/0701012 и https://arxiv.org/abs/gr-qc/0411060. А когда будут результаты и доказательства преимуществ вашего подхода, тогда к вам и начнут прислушиваться.
Спасибо за совет, но я философ, зачем мне пополнять собой число знатоков дифференциальной геометрии? У меня своих радикальных идей достаточно в области мироздания. Их принимают в штыки по вполне понятной причине - инерция мышления. Но время работает на новое понимание мира, я просто его чуть опередил, была такая потребность.
И я не агитирую, а просвещаю. Разве есть иное объяснение эквивалентности двух видов масс? Если бы оно было, то мои уважаемые оппоненты-физики его давно бы привели, а не убегали от очевидного. Возможно, они понимают назначение науки в точном описании физических процессов в космологии, в микромире, а причины процессов им не интересны. Им важно знать, например, как сильно материя искривляет пространство-время, а почему и как она это делает - дело третье, это удел философов.
Однако физикам без отката в философию не создать теорию квантовой гравитации. С поисками этой теории достаточно помучились, блуждая в дебрях математики. Как и с поисками частиц тёмной материи, без которой наблюдения не сходятся с расчётами по старым теориям. Вот я и предлагаю им для отката свою философскую модель мира. Пишу о ней статью на Хабр в двух частях, может, пригодится.
Хотя модель и философская, но она, по-моему, соответствует научному методу. Принимаю аксиомы множественности вселенных и цивилизаций. Анализирую данные по космологии и эволюции материи, выдвигаю гипотезы и строю модель мира. Делаю из неё качественные предсказания, и подбираю такие наблюдаемые данные, объясняемые в ОТО и КТП, которые не участвуют в создании модели, но подтверждают её предсказания. Модель можно фальсифицировать подтверждением эффекта Шарнхорста: по-моему, свет не может иметь большую скорость в вакууме с меньшей плотностью энергии.
Метрика "Алькуберия" возникает безо всякой отрицательной энергии и отрицательной массы. Но есть нюанс.
Она возникает в пространстве рядом со сливающимися черными дырами. Мгновенное уменьшение массы в области пространства вокруг получившейся черной дыры вызывает "эффект толчка"
С интересом послушаю смелые мечты по использованию этого эффекта для преодоления скорости света в обычном пространстве с метрикой Миньковского.
А почему антиматерия должна падать "вверх"?
В уравнениях ОТО искривление пространства вызывает (технически) не масса, а энергия, а атомы антиматерии обладают всё той же положительной энергией
Да самое забавное - ускорение в гравитационном поле от массы тела просто не зависит. Т.е. пусть даже и отрицательная масса - сила "отталкивания" будет её по второму закону Ньютона - притягивать.
А вот порождаемое такой массой гравитационное поле - да будет "положительную массу" отталкивать. Что позволяет с отрицательной массой сделать гравитационный безинерционный нерелятивистский двигатель по принципу "тяни-толкай" (безо всяких там сложных метрик - в ньютоновском приближении).
> гравитационный безинерционный нерелятивистский двигатель
Что такое релятивистский (ну и его отрицание нерелятивистский) простыми словами?
В фильме "Москва-Кассиопея" звездолёт ЗАРЯ расшифровывали словами звездолёт аннигиляционный релятивистский ядерный. Но сильно подробно устройство его двигательной установки не показывали и не объясняли. Показали проект звездолёта так кратко (аля рекламно), как нынче показывают "концепты" автомобилей, которые планируют запускать в производство.
В частности мне с тех пор так и не стало ясным слово "релятивистский" в названии звездолёта. Что понимают под этим словом понимающие люди и такой же ли смысл вкладывался в него в фильме?
Ну и по Вашему докладу: расшифруйте, пожалуйста, также подробнее применение слов гравитационный и безинерционный в фразе "гравитационный безинерционный нерелятивистский двигатель".
Кстати, инерционный - тоже не понятно (мне), что это означает.
Я так понимаю, суть предлагаемого двигателя очень проста: берутся положительная и отрицательная масса одинаковые по модулю, на каждую сила действует наружу (т.е. в сторону от другой), положительная масса ускоряется по направлению силы, а отрицательная — против. В итоге вся конструкция ускоряется одинаково в сторону положительной массы.
Гравитационный — очевидно, потому что в основе гравитационное взаимодействие. Безинерционный, видимо, к тому, что суммарная масса ноль, поэтому может ускоряться без внешней силы и выбросов вещества.
Нерелятивистский обычно отсылает к достаточности ньютоновской механики (и гравитации). Релятивистский — к необходимости учитывать эффекты специальной (и/или общей) теории относительности, например, то, что течение времени не абсолютно. Что это должно было значить в фильме "Москва-Кассиопея", не скажу — не смотрел; может, и ничего особенного, просто маркер "продвинутости". Тут, возможно, нерелятивистский из-за опасений, что на больших скоростях баланс импульсов нарушится, что-то похожее на парадокс Белла (была хорошая статья тут про него).
Всё так.
Уточню:
Безинерционный двигатель/движетель - "официальное" название у фриков двигателей, которое работают на нарушении закона сохранения инерции. Т.е. для них не выполняется первый закон Ньютона. Например всякие торсионные - их даже в железе на орбите испытывали!
Нерелятивистский - т.к. в отличии от описываемого в статье "варп-двигателя" - для его функционирования не используются эффекты ОТО: никаких сжатий и растяжений пространства-времени. Достаточно обычной ньютоновской гравитации и второго закона Ньютона. Да и скорость света на таком двигателе превысить нельзя (в приближении СТО)
Извиняюсь, не удержался и награфоманил немного. :)
В 2273 году человечество достигло уровня технологий, позволяющих запустить обитаемый корабль к ближайшей звезде. Собранный на орбите Земли межзвездный комплекс "Клевер", названный так за 4 огромных, больше 50 километров каждый, лепестка аккумуляторов рассеянного в пространстве водорода, был разогнан ионным буксиром Зевс до второй космической скорости, и выйдя за орбиту Марса, запустил прямоточные термоядерные двигатели. Путь до проксимы Центавра должен был занять около 15 лет с учётом разгона и торможения. В случае обнаружения подходящей для создания базы планеты планировалось оставить на ней группу колонистов, а корабль - разогнав с использованием звёздного ветра, вернуть к Земле с собранными материалами. Первые годы полет проходил без каких-либо неожиданностей, непрерывно работающие двигатели обеспечивали постоянный разгон корабля с ускорением 0,02g, поступление топлива превышало потребности корабля и позволило даже увеличить размер противометеорного щита перед обитаемым модулем. На 7 году полёта группа технического контроля обратила внимание капитана на появившийся тёмный налёт на зеркальной гафниевой поверхности камер реакции двигателей. Этот налёт привёл к незначительному увеличению температуры стенок, но коррекция параметров системы охлаждения позволила сохранить мощность, не снижая темпов разгона.
Перед прибытием было произведено торможение, корабль развернулся двигателями к звезде, лепестки сборщиков водорода также приняли обратное положение, и в течение года двигатели работали с увеличенной мощностью, гася скорость до орбитальной. К сожалению, пригодных для существования человека или создания роботизированной базы планет обнаружено не было, ввиду малой массы звезды она не смогла задержать достаточное количество вещества для формирования планет и все ограничилось несколькими астероидными поясами. Были собраны образцы материала комет и астероидов, оказавшихся сходными с материалами солнечной системы. В ходе вынужденного бездействия была проведена очистка камер реакции двигателей роботами, тёмный налёт оказался похожим на графит порошком неизвестного вещества, не вступающим в химические реакции. Спектральный анализ также не показал совпадений с какими-либо известными элементами, радиоактивность отсутствовала. Было принято решение поместить собранное вещество в контейнер и доставить на Землю.
Обратный полет также прошёл в соответствии с планом, необходимости в снижении уровня выбросов не было, поскольку жизнь в системе обнаружена не была ни в каком из известных видов - и, включив термоядерные двигатели, корабль отправился в обратный путь, набирая скорость.
Прибытие было триумфальным, снизив скорость до необходимой за поясом астероидов, корабль состыковался с буксиром и был доставлен на орбиту Земли 15 ноября 2329 года. Часть команды, выразиться желание скорее вернуться к предыдущей жизни, была приземлена челноками вместе с собранными научными образцами, часть - осталась на корабле для подготовки его демонтажа и утилизации в Солнце. В ходе этого была собрана ещё одна партия тёмного вещества, которое вызвало интерес учёных Земли и было направлено для исследования в лабораторию, выигравшую проведённый заранее конкурс.
Контейнер был доставлен в лабораторию с максимальными мерами предосторожности, помещён в вакуумированный рабочий бокс и вскрыт. Чёрный порошок не взорвался, не засветился, просто высыпался из бокса и лёг ровной кучкой... на его верхнюю крышку. И спокойно там лежал, словно наблюдая за округлившимися глазами исследователей.
Да, в ходе полёта было собрано рассеянное в межзвездном пространстве вещество с отрицательной внутренней энергией. Оно не вступало ни в какие химические реакции с традиционными элементами, не участвовало в термоядерном синтезе, имело крайне высокую температуру плавления - более 8000 градусов, и при этом обладало отрицательной гравитационной массой. Инерционная масса при этом была равна гравитационной с точностью до знака. По значимости, это открытие оказалось гораздо более значимым для дальнейшего развития человечества, чем возможное открытие ещё одной Земли...
Исходя из того, что опыт проводили с атомами водорода, то я так понимаю. что они были без позитронов, то есть ионы?
Получается, что на данный момент еще не создано ни одной простой молекулы антивещества?
Нет. Речь идёт именно о нейтральных антипротон-позитронных атомах.
А насколько сложные молекулы синтезировали из антивещества? Были ли какие-то эксперименты, которые подтверждали полную симметрию химии вещества и антивещества?
Там речь о сотнях атомов за раз идёт. И по сути только антиводород (антигелия - штуки). Слишком мало для химии.
Но с ЭМ антивещество взаимодействует так же как и обычное - разницы не видно. Так что и химия должна быть такая же.
Гелий точно синтезировали (анти-альфа-частицу если точнее). Про что-то сложнее я не слышал.
Ну, падение антиматерии вниз а) не закрывает идею с двигателем Алькубьерре, пушо могут быть ещё какие-то формы вещества с требуемой отрицательной массой; и б) строго говоря не закрывают даже антиматерию в качестве такого вещества, потому что проверили пока только пассивную гравитационную массу, т.е. следование геодезическим. А для Алькубьерры нужна активная гравитационная масса, которая и создаёт вокруг себя искривление метрики. К сожалению, её пока не удалось измерить даже для обычного вещества на уровне частиц. Т.е. гравитацию свинцового пушечного ядра мы почувствовать можем, а просто ядра свинца как частицы - пока нет.
Без астропатов и поля Геллера это всё равно бессмысленно.
Слышал, что есть такая теория, что мы внутри чёрной дыры находимся, тогда неравенство материи/антиматерии можно пояснить излучением Хокинга, из пары виртуальных частиц одна падает на поверхность ЧД, а вторая улетает. Тогда внутри ЧД как раз может быть и неравенство.
> пространство «перед» космическим кораблём будет изгибаться
> и по сути сжиматься, в то время как пространство
> «за» космическим кораблём было бы противоположно изогнуто так,
> что оно бы расширялось, в то время как пространство между ними
> было бы плоским и пузырчатым, что позволило выжить кораблю внутри.
После прочтения этого я не понял, что такое "плоским и пузырчатым" и почему именно это позволило бы выжить кораблю внутри.
Прочитал это:
> На протяжении большей части истории математики
...
> каждое измерение могло быть правильно представлено набором
> декартовых «линий сетки», где параллельные линии всегда
> продолжались вечно и никогда не пересекались.
...
> математики ... стали рассматривать ...
> что пространство может быть не плоским, а искривлённым
После прочтения этого понял, что имелось в виде под понятием "пространство должно быть плоским":
"линии пространства" должны быть всегда только "параллельными".
Параллельными в кавычки взял потому, что линии искривлённого пространства выглядят непараллельными ведь только относительно "линий" неискривлённого пространства. А внутри любого пространства (искривлённого или неискривлённого) линии-то относительно друг друга всегда параллельны, даже если снаружи выглядят непараллельными. Внутри пространства невозможно же узнать - "искривлено" оно или нет. Это ж видно только снаружи.
Остались вопросы:
Что означает "пространство должно быть пузырчатым"
Почему выживание корабля обеспечивается оставлением пространства "плоским и пузырчатым"?
Или в растяжении пространства считают, что растягивается физически вещество внутри него? А не только "растягивается вид содержимого" (подобно виртуальному растяжению материков на картах, не нерастягиванию их в реальности)
> Сумма углов треугольника могла оказаться меньше или больше 180°
...
> Параллельные прямые могли не только вечно оставаться равноудалёнными,
> но и расходиться или сходиться
Но это же выглядит так только снаружи этого пространства?
А внутри-то пространства ничего ж не меняется:
сумма углов = 180°
параллельные прямые по прежнему параллельны и всё время равноудалены друг от друга
Внутри искривлённого пространства расстояние между "линиями пространства" всё-равно же считается везде постоянным, даже если снаружи пространства линии искривлённого пространства выглядят непараллельными. Это ж просто как разные системы координат: вычисляй положение небесных тел хоть в геоцентрической системе, хоть в гелиоцентрической: положение тел на небе будет указано в одних и тех же позициях, но только записано оно будет разными способами
Почему варп-двигатель не получится построить при помощи антиматерии