Проблеме темной материи уже почти сто лет – с открытия в 1933 году Фрицем Цвикки гравитационной стабильности скоплений галактик, которые не должны быть стабильны, если судить только по видимой материи в них. Этой проблеме сначала не уделялось должного внимания, но она неотвратимо росла, расползаясь на галактические и космологические масштабы. Квантовые космологи долго пытались продать в качестве темной материи кучу неведомых зверюшек в виде элементарных частиц, но, невзирая на предоплату в виде миллиардов долларов, так и не сумели предоставить покупателю ничего реального – все зверюшки (которых обычно ласково называют ВИМПами) оказались мертворожденными. Поэтому в последние годы пошел в гору тренд о том, что темная материя состоит из черных дыр. Прекрасная идея, которая имеет главную проблему – а где взять столько дыр? Ведь практически единственный известный механизм их образования – взрыв сверхновой, сжимающий свое ядро в компактный объект в несколько масс Солнца, который и превращается в черную дыру. Но эти взрывы сверхновых можно по пальцам пересчитать – и их явно не хватает. Несколько лет назад стала раскручиваться тема первичных (primordial) черных дыр, которые должны возникнуть в результате какого-то гипотетического механизма в разгар Большого Взрыва. Если посмотреть по статьям, размещаемым в arxiv, то год назад на ключевые слова WIMP и primordial black holes (PBH) выскакивало примерно одинаковое количество статей - что уже удивительно, потому что «чернодырниками» были немногочисленные теоретики, а за «вимпистами» стояли огромные коллективы обсерваторий, где искались ВИМПы – под землей, в Антарктиде, в космосе и т.д. Если сейчас, 21 мая, посмотреть архив, то за май о ВИМПах опубликовано 4 статьи, а о PBH - 27. Разница в несколько раз! Все умные ученые должны вливаться в этот бурный поток и с упоением клепать модели образования PBS на основании гравитонов, тахионов, биткоинов, а также колебаний инфлатона и индекса Доу-Джонса.
Среди современных космологов есть небольшое подмножество, которое можно назвать «партией Оккама». Оккамисты не такие «умные», поэтому никогда не достают из широких штанин волшебные палочки и не создают новых монстров и сущностей. Они задаются необычными вопросами, например: А можно ли получить нужное количество черных дыр без привлечения гипотетических моделей и потусторонних сил?
Тут любой нормальный человек покрутит пальцем у виска: как создать много черных дыр, если единственный механизм их генерации может создать лишь их небольшое количество? Очевидно, надо придумывать новый механизм их генерации! Это нормальная точка зрения, вот только настоящая наука и нормальность обычно ортогональны. Действительно, уже сто лет существует концепция периодической Вселенной. Можно ли в этой модели накопить черные дыры? Ведь в каждом космологическом цикле будет возникать новая популяция черных дыр – возможно, они так и накопятся?
У адвокатов дьявола сразу возникают вопросы и возражения: А какой минимальный размер пульсирующей Вселенной? А что будет с черными дырами в момент максимального сжатия мира? Они могут просто слиться друг с другом – и не будет никакого накопления! На эти вопросы отвечать надо с умом, то есть с помощью расчетов и моделей. Целый ряд моделей сходятся в том, что минимальный размер пульсирующей Вселенной будет равен десятку световых лет. Именно при таком размере мира, реликтовые холодные фотоны становятся могучими гамма-квантами, который вдребезги разбивают даже прочнейшие атомы железа до барионного «порошка». И вот удивительное совпадение – если предположить, что вся темная материя состоит из черных дыр звездных масс, то все дыры мира легко уместятся в скромном объеме максимально сжатой Вселенной. А раз они там умещаются, то при расширении Вселенной черные дыры прошлого цикла вполне могут уцелеть и попасть в наш цикл. Но при этом они, конечно, будут расти, поглощая плотное вещество сжатой Вселенной. Численность дыр – наоборот, будет уменьшаться, потому что их будут поглощать более крупные дыры. Можно построить простую модель из двух простых итерационных формул, одна из которых будет описывать аккреционный рост дыр, пропорциональный площади их поверхности, а другая – уменьшение их численности при поглощении крупными дырами. Такая модель в соавторстве с видным астрономом Сергеем Тюльбашевым была построена в «Астрофизическом бюллетене» за 2021 год (https://www.sao.ru/Doc-k8/Science/Public/Bulletin/Vol76/N3/ASPB285.pdf). Получилось вот что:
Как оказалась, модель зависит фактически от одного параметра, а именно отношения двух параметров C и D, введенных для двух итерационных формул (см. (9) и (10) в статье). И вот модель, управляемая лишь одним параметром D/C, привела к картине распределения черных дыр от нескольких масс солнца до нескольких миллиардов масс солнца, удивительно хорошо совпадающей с наблюдениями черных дыр. В этой модели черные дыры звездных масс накапливаются за несколько сот циклов как раз в нужном для объяснения темной материи количестве. Эта модель непринужденно объясняет малое количество ЧД промежуточной массы – от ста масс солнца до ста тысяч, потому что именно в этом интервале дыры быстро растут, а следовательно, накапливаются мало, быстро переходя в класс сверхмассивных дыр, которых тоже очень мало, но они настолько массивны, что формируют вокруг себя галактики, тем самым ярко заявляя о себе миру. Эту модель эволюции популяции черных дыр может легко закодировать любой программист – и вволю поиграть в разные вселенные, хотя реальная Вселенная будет соответствовать только одному значению отношения параметров: D/C=100.
Что является конечным продуктом этой эволюции черных дыр? Очевидно, что, так или иначе, в конце распределения по размерам возникнет огромная дыра. Следовательно, мы имеет следующую проблему: каждый цикл рождается большая популяция мелких дыр, которая приводит, в конце концов, к появлению огромной черной дыры. Для построения модели пульсирующей Вселенной, нужно, чтобы распределение черных дыр было стационарным на временах больше одного цикла, то есть бы сохраняло бы свой вид в каждом цикле. Следовательно, нужно, как минимум, уничтожить неуничтожимую огромную черную дыру, возникающую в каждом цикле. Тут нормальные люди снова покрутят пальцем у виска. А природа сама нашла выход из безвыходной ситуации: черная дыра, никого не спрашивая, проглотит нас и нашу галактику, как и все остальные галактик вокруг. И фактически исчезнет из распределения черных дыр. А мы окажемся внутри горизонта событий, и это поглощение будет случаться в каждом цикле, так что мы привыкнем и будем спокойно жить в черной дыре.
Данная космологическая модель популярно излагается в книге «Пульсирующая Вселенная», которая выйдет в следующем месяце в издательстве «Питер» (Это общая презентация книги, а здесь можно сделать предзаказ и прочитать ключевую восьмую главу из середины книги).
Тут многие спросят: а причем тут заявленное в заголовке «медленное дыхание пространства»? А вот причем: популяция черных дыр, сжимаясь до ничтожного (по космологически меркам) размера в десяток световых лет, при слиянии дыр породит мощный всплеск реликтового гравитационного излучения с частотой в сотню герц, которая сейчас превратится в наногерцовые частоты – то есть в медленные волны пространства-времени с периодом в несколько лет. Это дыхание пространства было недавно открыто консорциумом НАНОграв, объединяющим североамериканские радиотелескопы, которые наблюдают миллисекундные пульсары. Потом это открытие подтвердил австралийский радиотелескоп, у которого достаточно независимая база данных по пульсарам. А на днях появилась статья европейских и индийских астрономов, подтверждающих это открытие уже по своим данным. Таким образом, наблюдатели надежно зарегистрировали медленное (от года до 10 лет) колебание («дыхание») пространства, которое вызвано реликтовым гравитационным излучением, возникшем очень давно, при слиянии массивных древних черных дыр в момент максимального сжатия пространства. Это означает, что революция в космологии в самом разгаре.
Комментарии (78)
wmlab
21.05.2024 18:34+2То есть, в конце цикла остается одна черная дыра, а следующая вселенная образуется внутри нее? То есть, Вселенная - бесконечное количество вложенных друг в друга, как матрешки, черных дыр? А за счет чего происходит их накопление? Откуда берется новое вещество? Или горизонт внутренней черной дыры догоняет горизонт внешней и они сливаются?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1Тут вопрос, что называть концом цикла. Но в любом случае - остается все распределение ЧД. Эти дыры проглатываются Большой Дырой, вместе с нами, но когда мы попадаем внутрь, то без проблем видим другие галактики и весь набор ЧД - за исключением самой большой, потому что она уже "снаружи". И дальше все обычно - мы сжимаемся, сверхновые взрываются, мелкие ЧД образуются. Теоретически, если популяция ЧД стационарна, то и набор барионов, которые она содержит, тоже стационарен (конечен), а остальное - болтается в космосе, рождая звезды и жизнь. И каждый цикл происходит "обновление химии" - тяжелые ядра при сжатии Вселенной распадаются из-за фотодиссоциации до барионов - и при расширении снова пошли звезды и люди. Тут есть хитрый вопрос - может ли часть барионов выходит из-под горизонта мелких дыр, когда они находятся в жутком супе из сливающихся мелких дыр, которые сами находятся вблизи центра Большой дыры и где действует антигравитационный потенциал расширения Вселенной, который нарушает условия получения метрики Шварцшильда и т.д. Я полагаю - может, но это надо считать и считать. И да - когда горизонт Большой дыры уходит куда-то наружу, мы снова выращиваем новую Большую дыру, горизонт которой уходит вслед за предыдущими горизонтами Больших дыр. Сливаются ли они в единый горизонт, или из-за небольших протечек извне и медленного роста Вселенной образуют многослойную структуру - это можно только теоретизировать.
SFelix
21.05.2024 18:34+2Правильно ли я понял, что по Вашей версии мы живём в этакой "матрёшки" из очень большого числа Больших Дыр? Если да, то нужно ли это понимать таким образом, что
- они на нас вообще никак не воздействуют
- на каждом цикле уменьшается объём материи, остающейся внутри?Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Внутри очень больших черных дыр пространство слабо искривлено,так что мы, пока не приблизимся к краю черной дыры, будем чувствовать себя свободно летающими наблюдателями (впрочем, человек в падающем лифте так же свободен). Об этом говорит, например, Пенроуз (в книге есть цитаты). Объем материи не уменьшается - какой был, такой и есть в каждом цикле (берем настоящее время, когда Вселенная сбалансирована). Что попадает в дыры, то потом возвращается к нам, после того как мы падаем в самую большую дыру и снова встречаем ранее поглощенную материю.
Jury_78
21.05.2024 18:34Объем материи не уменьшается
Что происходит с энергией которая уходит в виде излучения?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34А куда она денется из большой черной дыры, где мы все сидим?
Jury_78
21.05.2024 18:34Красное смещение как то это подтверждает?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Есть ряд серьезных данных (например, анизотропия постоянной Хаббла, которая описывает расширение и красное смещение), которые свидетельствую, что наша Вселенная анизотропна на 10-15 процентов, что указывает на глобальное искривление. Данные спутника Планк (и других) при грамотной обработке тоже указывают не на плоское глобальное пространство, а на слегка искривленное, что признак того, что мы сидим в ЧД.
alphamikle
21.05.2024 18:34Буквально сегодня вышло видео в тему:
https://youtu.be/71eUes30gwc?si=hudesegSUn9BwRbg
wmlab
21.05.2024 18:34+1Вращающаяся ЧД (Керра) может образовать двойной горизонт событий (r+ и r-). Но как все барионы вселенной своей массой могут образовать такой двойной r+ (или тройной или бесконечной вложенности) - трудно представить. Трудно даже представить механизм образования черной дыры внутри другой черной дыры. ОТО это вообще допускает?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+2Безусловно допускает, потому что пространство внутри очень большой дыры почти пустое и почти плоское. Ничто не мешает сделать внутри сгусток материи, который станет компактной дырой. Теперь о вложенности дыр. Большая дыра растет, пока есть материя, которую можно поглотить. Когда она все съедает вокруг себя, то останавливается. Теперь, когда внутри нее растет новая дыра, она питается тем же самым веществом, каким питалась черная дыра. Поэтому (если нет никаких внешних источников), она закономерно дорастет до внешнего горизонта событий и сольется с ним, потому что горизонт жестко завязан на массу вещества внутри. А оно у обоих дар одинаковое - и так далее, хоть до бесконечности.
wmlab
21.05.2024 18:34Остался один непонятный момент. Масса слившихся черных дыр меньше, чем сумма масс этих дыр до слияния - разница уходит в энергию гравитационных волн. Получается, что масса последней дыры в конце цикла будет меньше, чем масса материи в начале цикла - часть барионной материи потеряется на многочисленные слияния и сотрясание пространства. То есть, чтобы сохранить стабильность циклов, нужен какой-то механизм восполнения утерянного вещества (наподобие бариогенеза).
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Вы копаете очень глубоко. Да, гравитационные волны тоже накапливаются от цикла к циклу (и они по энергии превосходят все остальные компоненты Вселенной). Но когда они сжимаются до самых высоких частот в условиях сильно сжатого вещества Вселенной, то они будут диссипировать, разогревая среду и возвращая часть энергии веществу. Бариогенез - это отдельная тема, которую должны решать ядерщики, мы только упрощаем им задачу, разрешая накапливать барионы (vs антибарионы) не за один цикл, а за множество. И сейчас число барионов внутри дыр и внутри наблюдаемой Вселенной варьируется строго циклически.
Politura
21.05.2024 18:34они будут диссипировать, разогревая среду и возвращая часть энергии веществу.
Почему часть? Согласно закону сохранения энергии, энергия никуда не девается, она только преобразовывается.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Вопрос чисто кпд: сразу всю энергию у волны обычное вещество отнять не может. Часть остается в волне - на следующие проходы.
Kealon
21.05.2024 18:34Наша Вселенная (ЧД в общем) если экстраполировать, то что мы знаем про ЧД, на более верхний уровень (с позиции того пространства, что вмещает уже нашу ЧД) имеет стабильные размеры (теорема о волосах ЧД, потери на излучение Хокинга минимальны). Отсюда можно сделать вывод: гравитационные волны, возникшие внутри ЧД не могут выйти за её пределы. Т.е. если внутри что-то достигло внешнего контура, оно автоматом захватило всё.
Ещё момент. ОТО практическая теория, она привязана к наблюдателю, она говорит что "увидит" наблюдатель. Но она позволяет делать расчёты и для внешнего по отношения к нашей Вселенной наблюдателя. И тут выходит, что всё расширение большей частью фикция (потому и возможно формальное превышение скорости света). Например, 2 объекта вращаются вокруг общего центра масс (2 ЧД), пусть эти ЧД слились. Что поменяется для этих объектов(со стороны внешнего наблюдателя)? Уменьшится сила притяжения => эти два объекта пойдут на более высокую орбиту (т.е. с меньшей скоростью) - это реальное физическое изменение, разлёт. Но есть ещё момент: воздействие массы на эти два объекта уменьшится + скорость постепенно будет уменьшаться в связи с переходом на более высокую орбиту. Оба эти факта, в соответствии с ОТО, ведут к тому, что время на этих объектах ускорится (по соображениям наблюдателя неподверженного этим воздействиям). Т.е. по факту, свет друг от друга им придётся ждать дольше (быстрее "мыслят") - вот оно фиктивное расширение. Причём оно будет продолжаться, так как скорость и сила тяжести будут уменьшаться при выходе на более высокую орбиту. Собственно, что мы и наблюдаем - по параметрам мы (наша Вселенная) всегда вмещаемся в Радиус Шварцшильда.
Ну как-то вот такое моё мнение.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34"Отсюда можно сделать вывод: гравитационные волны, возникшие внутри ЧД не могут выйти за её пределы. Т.е. если внутри что-то достигло внешнего контура, оно автоматом захватило всё" Ну, согласен. Остальное как-то не очень понял - еще не завтракал, мозг голодает.
Kealon
21.05.2024 18:34
Для наблюдателя извне, после прохода ГВ от слияния двух ЧД в центре, расстояние AB не меняется. А вот для тех, кто сидит на этих объектах, гравитация (гравитационный потенциал) уменьшится.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34А почему для внешнего наблюдателя ничего не меняется? Если у него нет средств что-то наблюдать на расстоянии - то понятно, для него локально сохраняется старый потенциал. Но если он имеет телескоп, то засечет изменения расстояний между объектами внутри зоны измененного потенциала.
Kealon
21.05.2024 18:34С чего вдруг? Мы же помним, что за внешнюю область (чёрный круг на рисунке) гравитационное возмущение не проникает, а ЧД\Вселенная тут не изменяется.
В телескоп он конечно ничего не увидит, но мы просто берём его как "стабильную систему отсчёта" (ОТО нам такое позволяет) и считаем, что он как-то может наблюдать за внутренностями (ОТО тут конечно не позволяет наблюдать, но считать не мешает).
Т.е. моментальное увеличение пространства между объектами A и B после прохождения ГВ - фикция, наблюдатели на них просто дольше ждут друг от друга сигнал.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34А, вы под внешним наблюдателем имеете в виду - человека аж за границей ЧД. Ну там ему будет нельзя что-либо наблюдать.
"Т.е. моментальное увеличение пространства между объектами A и B после прохождения ГВ - фикция, наблюдатели на них просто дольше ждут друг от друга сигнал".
Этого я не понимаю. Что мешает наблюдателям грамотно посчитать время прохождения сигнала?
Kealon
21.05.2024 18:34Ну там ему будет нельзя что-либо наблюдать.
Это не аргумент. "А в попугаях то я больше .." (С) - дело лишь в нормировках. Система посчитанная извне, должна совпадать с системой посчитанной внутри. И расчёт вне должен соответствовать расчёту внутри. Например, наблюдатель зайдёт во Вселенную и должен увидеть совпадение со своими расчётами (в статье только внутренний расчёт).
Для внешнего наблюдателя габариты системы стабильны, если мы предполагаем, что на Вселенную больше ничего не действует. Т.е. никаких оснований на увеличение наблюдаемой системы нет.
Теперь. Если мы предполагаем, что в начале цикла и сейчас "видим" всю Вселенную: старт большого взрыва - условно 10 световых лет, сейчас - условно 60млрд с.л.
Ничем, кроме того, что мы стали "мыслить быстрее" объяснить эту ситуацию при таких условиях нельзя.
Откуда ускорение нашего восприятия больше, чем на 10 порядков? (причём, для наблюдателей во всей Вселенной)
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34"Если мы предполагаем, что в начале цикла и сейчас "видим" всю Вселенную: старт большого взрыва - условно 10 световых лет, сейчас - условно 60млрд с.л.
Ничем, кроме того, что мы стали "мыслить быстрее" объяснить эту ситуацию при таких условиях нельзя.
Откуда ускорение нашего восприятия больше, чем на 10 порядков? (причём, для наблюдателей во всей Вселенной)"
Это уже не физика, так что комментировать не буду.
Kealon
21.05.2024 18:34Из всего вышеописанного если мы принимаем, что
мы наблюдаем всю вселенную
все эти расширения\сжатия для внешнего по отношению к нашей вселенной - фикция, а мы лишь видим изменение нашего ощущения расстояния с 10 световых лет до 60+млрд, т.е. ускорились по сути в 6*10^10 раз.
То ко всей этой теории возникает один скользкий вопрос.
Почему вдруг система со стабильного сжатого состояния должна выйти из равновесия? Какой процесс вдруг ускорил наше время в начале цикла.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Согласно гипотезе, изложенно в книге, Вселенная началась не с сильно сжатого состояния, а с максимально разреженного, однородного. А такое вещество, согласно гравитационной неустойчивости, склонно к сжатию.
vesper-bot
21.05.2024 18:34Пожалуй, да, если всё, что внутри одной ЧД, есть вторая ЧД, то горизонт событий внутренней ЧД становится равен горизонту внешней и те наблюдатели, которые могли ещё оставаться внутри внешней ЧД, но вне внутренней, оказываются внутри внутренней ЧД, то есть вместо двух вложенных горизонтов становится один.
nio-kun
21.05.2024 18:34+2А как быть с излучением Хокинга? Чёрные дыры неизбежно испаряются, значит, если наша вселенная - чёрная дыра, она должна постепенно терять вещество и массу. И рано или поздно - испарится вся.
kryvichh
21.05.2024 18:34Если идти дальше, легко представить множество таких пульсирующих вселенных. Тогда излученная в гравиволнах энергия нашей Вселенной будет компенсироваться гравиволнами соседок, на разных этапах их эволюции.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Хм. Близкие рассуждения я привел в последнем параграфе, весьма гипотетическом - о том, что Вселенные могут образовывать не просто множество (не путать с мультиверсом), но и организованное множество типа кристалла из "атомов" - вселенных.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1Период пульсации Вселенной А.Фридман оценивал в 10 млрд лет, я - в 100 млрд. лет. Излучение Хокинга за такое время ничтожно даже для дыры звездной массы, не говоря уж о дыре космологической массы. В книге есть оценки.
avshkol
21.05.2024 18:34Поэтому в последние годы пошел в гору тренд о том, что темная материя состоит из черных дыр.
Я не силён в вопросах астрономии, но если Вселенная просто кишит чёрными дырами, они должны же себя как-то обнаруживать? Например:
Затягивая на свою орбиту и быстро вращая большие звёзды, которые можно обнаружить,
Затягивая края вещества галактик и превращая их из шаров и эллипсов в "запятые" и "кляксы"?..
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1Конечно, они себя обнаруживают: 1. именно они составляют темную материю, то есть определяют массу галактик и их вращение. 2. Они сливаются друг с другом, порождая гравитационные волны - высокочастотные (ЛИГО данные), если слияния недалеко от нас,и наногерцовые реликтовые, пришедшие от начала расширения Вселенной (НАНОГрав данные). 3. Именно они порождают квазары и формируют галактики. То,что черные дыры составляют темную материю - не моя идея, она довольно старая, и сейчас активно развивается многими группами. И она отлично вписалась в модель пульсирующей Вселенной.
avshkol
21.05.2024 18:34Пока мы имеем эффект тёмной материи и минимум 2 теории: 1) это неизвестное вещество, не испускающее Эл.магн. волны и не реагирующее с другим известным нам веществом (кроме гравитационных эффектов), и 2) это чёрные дыры (подвариант 2а - оставшиеся после множества процессов сжатия-расширения Вселенной)
Гравитационные волны могут исходить и от "обычных" чёрных дыр, нано-грав волны могут отражать неравномерность / неидеальность пространства/времени, образовавшуюся при Большом взрыве, то есть работать на обе теории
Формировать квазары и порождать галактики могут и "обычные" ЧД... И ЧД может образоваться и внутри галактики, после её формирования...
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34"1) это неизвестное вещество, не испускающее Эл.магн. волны и не реагирующее с другим известным нам веществом (кроме гравитационных эффектов), и 2) это чёрные дыры (подвариант 2а - оставшиеся после множества процессов сжатия-расширения Вселенной)"
Эти пункты не противоречат друг другу. Первый - общие требования к ТМ, второй - конкретный кандидат. Да, всегда есть альтернативы, вопрос - насколько хорошо костюмчик сидит, и насколько плодотворна теория насчет предсказаний. Например, всем понятно, что квазары порождаются сверхмассивными дырами. Только в обычной теории они медленно растут за долгое время (быстро дыру с узким ртом не накормишь), а в нашей теории - они пришли из предыдущих циклов. И вот Вебб-телескоп заглядывает в первые сотни миллионов лет жизни Вселенной - и видит там множество квазаров, которые никак не могли вырасти за такое время. Первая теория плачет, вторая - радуется.
piton_nsk
21.05.2024 18:34Они сливаются друг с другом, порождая гравитационные волны - высокочастотные (ЛИГО данные)
А есть оценки, из того, сколько LIGO поймал, сколько он мог поймать и сколько таких слияний? Наблюдать мы их можем только если рядом что-то есть, а по слияниям можно оценить общее количество?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1После ЛИГО данных, весной 2016 года появилось сразу три статьи (не моих), где оценивалось общее количество невидимых черных дыр и делалось предположение, что их достаточно для объяснения ТМ. Кое-какие оценки есть и в книге. Мы наблюдаем гравволны если две дыры сливаются, ничего вещественного рядом не нужно.
gres_84
21.05.2024 18:34Дополню - они должны линзировать удаленные объекты.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Да, наблюдается определенное количество линзирований на черных дырах в гало. Споры идут - соответствует ли это количество модели, что всё ТМ состоит из ЧД. Старые расчеты утверждают, что этих линзирований мало. Новые расчеты, с учетом кластерирования ЧД и новых данных Гайя, утверждают, что достаточно.
AlexeyK77
21.05.2024 18:34Если мы живем в пространсве черной дыры, то тогда бы расширение пространства нашей дыры-вселенной было бы не равномерным, т.к. черные дыры растут только тогда, когда захватывают массу. А наша ЧД вроде как питается хорошо, без задержек :)
Как объяснить это в предложенной модели?avshkol
21.05.2024 18:34И ещё один важный момент - у ЧД должен быть центр, т.е. и мы в нашей видимой Вселенной (в случае жизни внутри ЧД) должны иметь центр, где кривизна пространства-времени отличается от обычной... Но ведутся ли его целенаправленные поиски?
AlexeyK77
21.05.2024 18:34насколько я знаю, то этот вопрос исследовался, когда было открыто расширение вселенной. В результате оказалось, что нет такого центра, вселенная расширяется из каждой точки пространства.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1Вселенная изотропна и локально расширяется из каждой точки пространства только в первом приближении. Современные данные выявляют целый набор анизтропных эффектов - во втором приближении.
vesper-bot
21.05.2024 18:34Это снаружи ЧД ограничена пространством, "внутри" и для внутреннего наблюдателя это искажение банально ненаблюдаемо.
avshkol
21.05.2024 18:34Наблюдатель в ЧД будет наблюдать искривление пространства, увеличивающееся по направлению к центру ЧД. Тот самый "разрыв космонавта".
BugM
21.05.2024 18:34Есть некоторые вопросики по структуре пространства внутри черной дыры. Откуда у вас уверенность что наблюдения будут именно такими?
С учетом что размер потенциальной черной дыры больше чем наблюдаемая вселенная. Какие-то спецэффекты у стенок может и есть, но мы их не видим и никогда не увидим.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34"Есть некоторые вопросики по структуре пространства внутри черной дыры. Откуда у вас уверенность что наблюдения будут именно такими?"
Не понял вопроса: какие наблюдения и какими именно такими? То что пространство внутри большой дыры вполне регулярно - см. Пенроуз или его цитаты (ссылки) в моей книге?
BugM
21.05.2024 18:34Сообщение на которое я ответил после этого было отредактировано. До редактирования там была какая-то ненаучная глупость про большую массу в центре черной дыры.
vesper-bot
21.05.2024 18:34Не гуглится... Можно какую-нибудь ссылку на теорию? Я боюсь, что внутри ЧД метрика пространства намного кривее, а-ля при приближении к границам оно растягивается, так что для внутреннего наблюдателя остается плоским, но бесконечным. Правда, в этом случае должна быть серьезная разница в плотности материи "впереди" и "позади" такого путешественника, то есть он будет видеть, что летит в полностью чёрную сторону, а у нас ничего похожего не наблюдается.
avshkol
21.05.2024 18:34Космонавта разорвёт у небольшой ЧД, поскольку в голове и ногах силы притяжения сильно отличаются. Но на больших наблюдаем пространства вселенной при большой ЧД, в которой мы (по данной теории) находимся, тоже должны наблюдаться эффекты по отношению к центру ЧД...
BugM
21.05.2024 18:34А теперь еще больше увеличите размер чд. Разница в константах в противоположных краях наблюдаемой вселенной будет в условном 12 знаке. Мы такое померять не можем и на жизнь с физикой оно не влияет.
avshkol
21.05.2024 18:34Наверное, мы говорим о разных ЧД... В моей, классической, свет на определенном расстоянии от центра не может вырваться за её пределы (горизонт событий), а в центре сосредоточена огромная масса. В наблюдаемой же вселенной от нас не только свет убегает (за пределы наблюдения), но даже звезды и галактики...
BugM
21.05.2024 18:34А можно пруф этого «классического» определения? Насколько я знаю у человечества нет никаких достоверных версий о внутренностях черных дыр.
avshkol
21.05.2024 18:34https://bigenc.ru/c/chiornye-dyry-c7f8e1
Так или иначе, есть энциклопедические определения. И горизонт событий, и масса ЧД - её ключевые характеристики.
BugM
21.05.2024 18:34а в центре сосредоточена огромная масса
Я вот по эту часть. Она довольно конкретна и на мой взгляд антинаучна.
vesper-bot
21.05.2024 18:34А, "спагеттификация" - такую знаю. Да вроде не с чего внутри ЧД видеть подобные эффекты, распределение масс внутри ЧД из-за горизонта не видно, и может быть любым. Хотя если кто-то окажется на таком удалении от нас, что с его позиции пол-вселенной будет черной, да, его должно будет притягивать к той половине, где больше массы (если он не влетел в ЧД как раз там, где находится, само собой).
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Если в центре что-то есть. А если нет?
avshkol
21.05.2024 18:34Если в центре ЧД ничего нет, её лучше называть как-то иначе (шарообразное искривление пространства-времени?), чтобы отличать от тех ЧД, которые все себе представляют (масса + заряд + скорость вращения + горизонт событий, который не может покинуть свет)
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Пенроуз рассмотрел галактику (ну или скопление звезд), настолько массивную, что вокруг возник горизонт событий, а в центре (не навсегда, а в данный момент) ничего нет и почему это не делает этот объект черной дырой?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34У ЧД есть центр - он расположен в районе Южного полюса, куда указывают сразу несколько глобальных анизотропных эффектов (пожалуй, надо написать об этом отдельную статью). В космологии даже появилось понятие - "дьявольская ось", которай указывает на центр нашей Вселенной.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Мы сидим (и пульсируем) в стационарной дыре размером в ~триллион светолет, которая никуда не расширяется. Внутренняя Большая дыра, которая растет и сейчас имеет размер ~ миллиарда светолет питается в основом реликтовым гравитационным излучением, которое вполне равномерно.
The_Judge
21.05.2024 18:34Благодарю за статью, и Астровитянку до кучи. Тоже задам несколько вопросов. 1.Если исходить из того, что тёмная материя это чёрные дыры, то их должно быть в разы больше, чем обычных звёзд, для объяснения несоответствия массы галактики и наблюдаемых звёзд. Значит их концентрация выше, чем у звёзд. Значит мы могли бы наблюдать события, связанные с тем, что они взаимодействуют со звёздами и светом. От столкновений до крестов Энштейна. 2. Есть ли угроза жизни от такой концентрации чд? Т.е. представляют ли они опасность за счёт концентрации? Разваливают планетарные системы пролетая мимо? Или могут выполнять роль искомой 9 планеты? Или могут стерилизовать планеты подобно сверхновым рядом? Если их так много, то вероятно они ближе, чем Проксима Центавра. 3. Как эта теория объясняет неравномерность фона вселенной, обнаруженную телескопом Планка? Супервойды? 4. Если в нашей вселенной уже есть некая главная сверхмассивная чд, то как мы её можем обнаружить? Или супервойд, это оно? 5. Ускоряющееся расширение вселенной ака тёмная энергия, это ускорение роста главной чд? 6. Как вы видите критерий Поппера для данной теории? Т.е. какое наблюдение могло бы её опровергнуть?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+1"1.Если исходить из того, что тёмная материя это чёрные дыры, то их должно быть в разы больше, чем обычных звёзд, для объяснения несоответствия массы галактики и наблюдаемых звёзд. Значит их концентрация выше, чем у звёзд. Значит мы могли бы наблюдать события, связанные с тем, что они взаимодействуют со звёздами и светом. От столкновений до крестов Энштейна".
Мы уже наблюдаем гравитационные линзирования на этих дырах (война вокруг оценок) и гравволны от слияния таких дыр. Плюс темные скопления вокруг Галактики.
" 2. Есть ли угроза жизни от такой концентрации чд? Т.е. представляют ли они опасность за счёт концентрации? Разваливают планетарные системы пролетая мимо? Или могут выполнять роль искомой 9 планеты? Или могут стерилизовать планеты подобно сверхновым рядом? Если их так много, то вероятно они ближе, чем Проксима Центавра."
Угрозы нет, и вряд ли есть что-то вокруг Солнца - черные дыры образуют компактные кластеры, подобные шаровым кластерам звезд, и движутся в гало Галактики, которое и содержит основную темную материю. Движение такого кластера через диск Галактики, надеюсь, обнаружат.
"3. Как эта теория объясняет неравномерность фона вселенной, обнаруженную телескопом Планка? Супервойды?"
Супервойды - локальный эффект, который нами не рассматривался. О каких неоднородностях Планка идет речь?
"4. Если в нашей вселенной уже есть некая главная сверхмассивная чд, то как мы её можем обнаружить? Или супервойд, это оно?"
Куча анизотропных эффектов ("дьявольская ось") указывают на нее."
"5. Ускоряющееся расширение вселенной ака тёмная энергия, это ускорение роста главной чд?"
Да, рост Большой дыры, которая сейчас около млрд светолет.
"6. Как вы видите критерий Поппера для данной теории? Т.е. какое наблюдение могло бы её опровергнуть?"
Ну множество вариантов. Есть серия конкретных предсказаний (см. таблицу в конце Заключения), опровержение которых опровергнет и теорию.
The_Judge
21.05.2024 18:34" О каких неоднородностях Планка идет речь? "
" Куча анизотропных эффектов ("дьявольская ось") указывают на нее."
Я так понимаю, данные Планка выше тоже указывают на эту ось. Но пока это ось, а не сфера суперЧД. Каким-то образом можно явно пронаблюдать или подтвердить существование этой суперЧД? Если она так велика, то те же эффекты гравитационного линзирования должны быть очень явными и масштабными.
И ещё один вопрос, пришедший на ум позже, но скорее к физикам теоретикам, наверное. Есть ли связь между предполагаемой "вложенностью" чёрных дыр и количеством свёрнутых измерений из теории суперструн? Или, перефразируя, может ли попадание в каждую новую вселенскую ЧД менять метрику пространства, уменьшая число доступных измерений, к примеру?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34+2
Нет, данные Кобе и Планка не указывают на Большую дыру. Я говорю об эффектах анизотропии постоянной Хаббла - картинка слева, а также кучи других эффектов анизотропии - картинка справа. Линзирование - это когда между объектом и нами есть гравитационная линза. А если линза на краю наблюдаемой Вселенной и за ней ничего нет?
The_Judge
21.05.2024 18:34" Линзирование - это когда между объектом и нами есть гравитационная линза. А если линза на краю наблюдаемой Вселенной и за ней ничего нет? "
Статистически очень маловероятно, чтобы относительно нас, ЧД была прям на краю и ничего за ней. А вот сделать такое наблюдение было бы очень хорошим аргументом в пользу теории.
LinkToOS
21.05.2024 18:34Действительно, уже сто лет существует концепция периодической Вселенной. Можно ли в этой модели накопить черные дыры? Ведь в каждом космологическом цикле будет возникать новая популяция черных дыр – возможно, они так и накопятся?
Модель бесконечных циклов включает в себя состояние 0. Это должно быть состояние абсолютной равномерности, исключающее любые структуры и процессы.
Это состояние решает две проблемы.
1 Обеспечивает разрыв причинно-следственных связей с предыдущим циклом.
2 Снимает вопрос о начале. У Бесконечности не может быть начала в виде сложной структуры.
В текущей модели роль "состояния 0" выполняет "сингулярность". Но эта модель неидеальна.avshkol
21.05.2024 18:34По-моему, предложенная модель - это развитие существующей теории Большого взрыва и последующей "энтропийной заморозки":
1) Вначале, в первом цикле, был Большой взрыв из сингулярности,
2) Далее происходит ряд циклов с накоплением доли энергии/вещества в ЧД
3а) Наконец, доля вещества с ЧД и масса их начинает резко расти (мы видим этот кусочек на графике), и в итоге превращается в одну ЧД, где уже ничего на происходит...
3б) Либо образовавшаяся ЧД-вселенная будут аналогична изначальной сингулярности, и вот тогда, снова запустится ряд циклов "с чистого листа"...
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34В настоящей теории нет сингулярностей и Вселенная началась не с них, а с равномерного разреженного состояния.
avshkol
21.05.2024 18:34Равномерно разреженное - это когда в каждой точке пространства находится одинаковое количество энергии, и отсутствуют сформировавшиеся частицы (те же электроны и протоны), электромагнитные и гравитационные волны?
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Книга сосредоточена на построении модели современной Вселенной. То есть, она отвечает на вопрос: КАК устроена Вселенная? Вопрос: ПОЧЕМУ она так устроена, откуда взялись эти вселенские часы с маятником и кукушкой? - это совсем другой вопрос. Я поразмышлял на эту тему в последнем параграфе, но это сугубо гипотетические рассуждения, без конкретики. Наиболее вероятно, что Вселенная была сначала равномерным фоном из фотонов, гравволн и электронов с протонами и т.д., а потом - сжалась и полетело.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34В обсуждаемой теории начало Вселенной как раз такое - равномерное и максимально разреженное, без структур. Потом, после эволюции порядка сотен циклов, она пришла к нынешнему пульсирующему состоянию, более устойчивому (на протяжении многих циклов), чем начальное.
Arxitektor
21.05.2024 18:34Интересная теория на самом деле. По идее если черные дыры остаются после предыдущих циклов это может объяснить очень быстрое появление ранних галактик и их эволюцию.
А такие наблюдения уже были что не укладывается в существующую теорию формирования вселенной. Но мне кажется что у темной материи не один источник. Тут бы еще с темной энергией разобраться..
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34"По идее если черные дыры остаются после предыдущих циклов это может объяснить очень быстрое появление ранних галактик и их эволюцию".
Верно!
"Но мне кажется что у темной материи не один источник."
Оккам против. На самом деле, космологические эффекты отличаются друг от друга на многие порядки. Найти два физически различных источника темной материи с сопоставимым вкладом - нереально. Но кроме ЧД, часть темной материи могут составлять нейтронные звезды (см. книгу). Но они родственники.
smrl
21.05.2024 18:34>> Поэтому в последние годы пошел в гору тренд о том, что темная материя состоит из черных дыр
А по ссылке в статье, которую вы преподносите как неоспоримое доказательство вашей теории с черными дырами, почему-то вот такое:
These ear-lier analyses consistently found a good agreement between the сommon uncorrelated red signal (CURN) present in the data anda SGWB from cosmic strings with tensions Gμ ∼ 10−10 − 10−11
А потом ULDM почти в каждом абзаце.
Gorkavyi Автор
21.05.2024 18:34Неоспоримых вещей нет. Для объяснения наногерцовых волн предложено дюжина теорий. Отличие от нашей в том, что мы предсказали наличие реликтовых волн до их открытия. И все параметры этих волн заложены в нашей модели и не могут быть изменены. А все остальные объснения сделаны ad hoc (может быть за исключением волн от пары сверхмассивок - но там свои проблемы последнего парсека).
ParaMara
Скорее двумя параметрами - D/C и числом циклов, что создаёт идеальные условия для натягивания совы на глобус.
А если кому мало чёрных дыр, то туда можно попрятать, например, всю пропавшую антиматерию…
Gorkavyi Автор
Да, я посмотрел в статью - и понял, что погорячился. Параметр D/C для реальной Вселенной один, но изменения параметра D (от 0.02 до 0.05) задает число циклов - в рассчитанных моделях оно варьировалось от 400 до 1000.