Jump to content

Recommended Posts

Godzinę temu, dobrychemik napisał:

Nie do końca. OTW niemal krzyczy do nas, że czarne dziury są poza jej jurysdykcją (1), a Ty usilnie każesz jej tłumaczyć czym są te dziury. Nic dziwnego, że w jej odpowiedziach znajdujesz nieskończoności, inne wszechświaty i cukierki. Strach pomyśleć jakie cuda by wyszły, gdyby zmusić mechanikę newtonowską to wytłumaczenia właściwości czarnych dziur.(2)

 

Odnośnie eksperymentu myślowego. Oczekujesz ode mnie konkretnego, liczbowego wyniku (3) fizycznej obserwacji absolutnie niefizycznego efektu. Wiele wymagasz od niefizyka. Gdyby te 10% masy nadleciało z prędkością niemalże c i walnęło w Słońce, to byśmy się o tym dowiedzieli po ok. 8 minutach. Podejrzewam, że przy kreacji masy byłoby podobnie, ale głowy nie dam.

 

Odnośnie obliczenia czasu po jakim oddali się elektron. Nie wiem, nie potrafię tego wyliczyć(4). Zależy od różnych czynników: gradient pola grawitacyjnego, moment pędu i ładunek elektryczny czarnej dziury, być może coś jeszcze. Nie zmienia to faktu że się oddala. Co więcej, nie mam pewności czy sama OTW wystarczy do obliczenia tego. (Zakładam, że nie chodzi ci o konkretną liczbę dziewiątek w wartości szybkości i że tych dziewiątek jest za mało. Druga uwaga: nie jestem pewien czy promieniowanie Hawkinga zachodzi dla cząstek takich jak elektron, które nie mogą uciec z prędkością światła. Może tylko fotony mogą(5) unosić energię/masę z czarnej dziury?)

(pogrubienie moje)

1. Osobliwości są poza jurysdykcją OTW. Metryka Schwarzschilda - nie.

2. Robi się to, jak wspomniałem w innym wątku, przez dodanie członu relatywistycznego do potencjału newtonowskiego. Działa znakomicie dla orbit wokół CD. W ograniczonym zakresie, ale jednak.

3. Niekoniecznie liczbowego, ale chociaż jakościowego. Dziwię się, że upierasz się tak bardzo przy swoim zdaniu, skoro nie wiesz nawet, czy można to policzyć aparatem OTW. Myślałem, że będziesz w stanie chociaż jakościowo odpowiedzieć na to pytanie. To clue całej sprawy. A jednak...

4. ...A jednak OTW potrafi to wyliczyć. Jest to podstawowe obliczenie odległości, dokonywane przez całkowanie odpowiedniej metryki. (Schwarzschilda, Kerra - dla tego przykładu to bez znaczenia specjalnego).

Bez wdawania się w szczegóły: funkcja czasu "dolotu" informacji z powierzchni o promieniu R dla dużego R ciała (np. dla R rzędu promienia Słońca) daje wyniki klasyczne.

Im R bardziej zbliża sie do promienia Schwarzschilda (Rs), innymi słowy: im gęstsze jest ciało, tym bardziej ten czas się wydłuża w stosunku do wyniku klasycznego, dążąc do nieskończoności dla R = Rs. Poniżej Rs (za horyzontem) ta wartość jest urojona. Horyzont zdarzeń jest zatem powierzchnią - membraną jednostronną. Jak śmierć - możesz tam pójść, ale nie możesz wrócić :) Zdarzenia zachodzące (wg układu spadającego na CD) wewnątrz HZ z punktu widzenia zewnętrznego, stacjonarnego obserwatora po prostu nie zachodzą. Równie dobrze mogłyby zajść w innym wszechświecie.

 

A w drugą stronę: wewnątrz HZ wszystkie geodetyki kończą się na osobliwości, lub cokolwiek jest zamiast niej w centrum (podejrzewam mieszankę krakowska, może iryski... To dużo ciekawsze, niż osobny wszechświat, ale równie niewykluczone). Innymi słowy: gdzie byś nie spojrzał, byłbyś otoczony osobliwością. Nie istniałby kierunek w stronę "skąd przyleciałem". Wszystkie drogi prowadzą w dół, zgodnie z gradientem siły, aż do rozerwania przez siły pływowe (chyba że wcześniej staniemy na powierzchni z irysków).

 

5. Może być foton, wtedy daj v =c. To nie zmienia bardzo obliczeń. Czas wyjdzie absurdalnie długi. Ale to tylko ciekawostka. Biorąc pod uwagę, że wszechświat jest odgrodzony od wnętrza HZ, zniknięcie samego horyzontu nic nie zmieni. To, że zamkniesz drzwi to nie znaczy, że za nimi nic nie ma :)

 

Podsumowując: wiele z rzeczy, co do których masz wątpliwości, lub z którymi się nie zgadzasz - można policzyć. Nawet jeśli bez dokładnego wyniku, to znajomość samych wzorów dużo pomaga, szczególnie w tego typu dyskusjach. To fajnie, że interesujesz się takimi tematami, większość ludzi z którymi tutaj się dyskutowało o czarnych dziurach to samozwańczy prorocy i pogromcy Einsteina z lekką nutą schizofrenii paranoidalnej :)

 

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

W momencie, gdy mamy przejść z dyskusji czysto jakościowej do bardziej skonkretyzowanych, matematycznych modeli z powodu oczywistych braków w wykształceniu fizycznym muszę powiedzieć pas. To mój HZ ( z tą różnicą, że gdybym się uparł to osiągalny w skończonym czasie; nie jestem już tak lotny jak ćwierć wieku temu, ale nadal coś przyswajam).

 

Na koniec jeszcze jedno. Wielokrotnie już odwoływałem się do promieniowania Hawkinga, a Ty konsekwentnie unikasz tego tematu. Jak godzisz zanik czarnej dziury w wyniku tego procesu z niezmiennością wnętrza czarnej dziury.  Tylko proszę o odpowiedź nie będącą semantyczną ekwilibrystyką. Wiem, że kiedyś zastanawiano się nad istnieniem nagich osobliwości* czyli takich bez horyzontu zdarzeń, ale temat raczej odszedł w zapomnienie.

 

*Ciekawe co by wyszło w Google Grafika po wyszukaniu "nagich osobliwości". 

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, dobrychemik napisał:

 

 

*Ciekawe co by wyszło w Google Grafika po wyszukaniu "nagich osobliwości". 

Sprawdziłem, wszystko w porządku! :) 

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, dobrychemik napisał:

Na koniec jeszcze jedno. Wielokrotnie już odwoływałem się do promieniowania Hawkinga, a Ty konsekwentnie unikasz tego tematu. Jak godzisz zanik czarnej dziury w wyniku tego procesu z niezmiennością wnętrza czarnej dziury

Wprawdzie to nie do mnie skierowane zdanie, ale...mam wrażenie, że jednak niezbyt dobrze rozumiesz ten proces. Przepraszam, że tak napisałem, ja pewnie też nie za bardzo...ale on ma związek właśnie z ZZE po naszej stronie czasoprzestrzeni i zerwaniem przyczynowości za HZ - bez tego właśnie w ogóle by nie zachodził. Tak jak napisał Behlur_Olderys to jest "taka membrana"  - gdyby jej nie było nie byłoby powodu dla którego cząstki wirtualne pojawiałyby się nagle na powłoce masy, tworząc promieniowanie Hawkinga.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, dobrychemik napisał:

W momencie, gdy mamy przejść z dyskusji czysto jakościowej do bardziej skonkretyzowanych, matematycznych modeli z powodu oczywistych braków w wykształceniu fizycznym muszę powiedzieć pas. To mój HZ ( z tą różnicą, że gdybym się uparł to osiągalny w skończonym czasie; nie jestem już tak lotny jak ćwierć wieku temu, ale nadal coś przyswajam).

To co ja mam powiedzieć...a przypomniałem sobie.... :) - naprawdę warto to zrobić, a akurat równania  w polu sferycznie symetrycznym, zapisane w układzie biegunowym bardzo się  upraszczają i są  naprawdę strawne.

Edited by ryszardo

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, ryszardo napisał:

Wprawdzie to nie do mnie skierowane zdanie, ale...mam wrażenie, że jednak niezbyt dobrze rozumiesz ten proces.

W pełni się z Tobą zgadzam. Nadal jednak upieram się, że coś jest nie tak, skoro OTW twierdzi, że możemy sobie patrzeć nieskończenie długo na czarną dziurę i niczego specjalnego się już nie doczekamy. Z drugiej strony, wywodząca się z kwantówki poprawka Hawkinga, powszechnie zaakceptowana przez teoretyków, stwierdza że czas życia czarnej dziury jest skończony.

Mam już pojęcie jako takie co OTW mówi o czarnych dziurach. Pamiętając jednak, że ona lekko kłamie podchodzę z rezerwą do tego co mówi. Gdy OTW traktuje o układach planetarnych, galaktykach czy ich gromadach - przyjmuję wszystko bez zastrzeżeń. Z warunkami brzegowymi czarnych dziur jest inaczej.

Edited by dobrychemik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rozumiem Twoje wątpliwości. Chodzi mi o to, że promieniowanie Hawkinga ( wcześniej przewidziane przez Bekensteina, jakoś się o tym nie pamięta), to proces który nie narusza OTW. OTW załamuje się dopiero w osobliwości. Konieczność promieniowania można zresztą wyprowadzić z ogólnych zasad termodynamiki klasycznej i OTW. To rozwiązanie z wieczną niezmiennością czarnej dziury jest poprawne dla takiego izolowanego obiektu. Czyli taki teoretyczny przypadek jaki się po prostu czasami rozważa. Ale rozwiązania z uwzględnieniem promieniowania Hawkinga, czy po prostu akrecji materii  na czarną dziurę czy w końcu zderzeń czarnych dziur, są uzyskiwane dzięki OTW właśnie i są poprawne.

Edit:

Nawiasem mówiąc to ujawnia się tu piękno fizyki. Rozwiązania OTW mówią - spod HZ nic nie może się wydostać, a przecież jak materia wpada pod horyzont to zmienia się entropia czarnej dziury a jak ma entropie to ma temperaturę, to musi promieniować, ale jak? To rozumowanie bardziej poprawnie powinno być takie - Skoro HZ jest granicą przyczynowości to proces wpadania materii za HZ narusz ZZE w ( przynajmniej lokalnej) czasoprzestrzeni i coś musi temu zapobiegać - czyli czarna dziura musi to jakoś "zwracać" - no ale nie może przecież...Nawet gdybyśmy nic nie wiedzieli o polach kwantowych i zasadzie nieoznaczoności to musielibyśmy to teraz wymyślić. Tutaj ( i nie tylko tutaj) widać tą piękną, ale gdzieś jeszcze ukrytą jedność przyrody.

Edited by ryszardo

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale...

Odwoływanie się do zasad termodynamiki, entropii, temperatury to nadużycie. "ZASADY" termodynamiki dlatego są tylko zasadami, a nie prawami, bo działają tylko w skali makro i wynikają z rachunku prawdopodobieństwa. W skali mikro, w zjawiskach dotyczących pojedynczych cząstek entropia wcale nie rośnie, bo nie jest właściwie zdefiniowana.

I znowu dochodzimy do tego samego: zapominając, że teoria czarnych dziur ma działać nie tylko w skali całej dziury, ale też w najmniejszej możliwej skali, skazujemy się na nieprzewidywalne błędy i niemożliwości.

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zgoda, rzeczywiście brałem pod uwagę skalę makro...co do kwantowych czarnych dziur - to pełna zgoda - takie uproszczenia są absolutnie błędne. A ja nawet nie mam szczątkowej wiedzy na ten temat - poza tym, że mogą być...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ryszardo, Behlur, bardzo dziękuję za rozwijającą* i wyczerpującą** dyskusję :)

 

* mnie

** postronnych czytelników

  • Like 3

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 14.09.2019 o 00:37, dobrychemik napisał:

 

 

Na koniec jeszcze jedno. Wielokrotnie już odwoływałem się do promieniowania Hawkinga, a Ty konsekwentnie unikasz tego tematu. Jak godzisz zanik czarnej dziury w wyniku tego procesu z niezmiennością wnętrza czarnej dziury.  Tylko proszę o odpowiedź nie będącą semantyczną ekwilibrystyką. 

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/GR/energy_gr.html

 

Energia nie jest zachowana w metryce FLRW, więc jeśli wszechświat za HZ jest podobny do naszego, to może jego "ciemna energia" to nasze promieniowanie Hawkinga? :)

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chcę się z Wami podzielić moimi ostatnimi przemyśleniami na temat czarnych dziur (CD). Szczególnie zastanawiałem się nad dwoma procesami: powstawaniem i ekspansją CD. Mam nadzieję, że zechcecie przeanalizować i ocenić ten tekst, zwłaszcza liczę tu na Ryszarda i Behlura.

 

Zacznijmy od kilku aksjomatów:

a)      Czarne dziury istnieją

b)      Czarne dziury mają różne masy

c)       Im masywniejsza czarna dziura, tym ma większy horyzont zdarzeń

 

Postulat: Czarne dziury potrafią rosnąć poprzez pochłanianie materii i robią to w skończonym czasie, nawet z punktu widzenia odległego obserwatora.

 

Jeśli dobrze zrozumiałem, to wg Behlura (moja dyskusja z nim jest wcześniej w tym temacie) wcale tak nie jest. W najprostszym możliwym modelu czarnej dziury materia zbliża się do niej nieskończenie długo, im jest bliżej horyzontu zdarzeń (HZ), tym dylatacja czasu jest większa i zewnętrzny obserwator widzi coraz wolniejszy ruch materii nieskończenie długo spadającej do CD, „zamrożonej” na HZ. No tak, ale… nieskończona dylatacja obecna jest w niekwantowej ogólnej teorii względności. W kwantowej… nie wiemy jaka będzie. Pozostańmy jednak przy niekwantowej OTW. Choć materia nie może w skończonym czasie sięgnąć starego HZ, to może jednak generuje nowy, większy HZ? Może CD nie czeka biernie, aż coś do niej wpadnie, ale im „zdobycz” jest bliżej tym bardziej sama rośnie (efekt zbliżającej się dodatkowej masy), by tą zdobycz pochwycić? No bo jak inaczej wytłumaczyć niezaprzeczalny fakt wzrostu czarnych dziur?

 

Przejdźmy dalej. Zastanawiałem się (jako typowy kwantowiec, a nie relatywista) nad mechanizmem samego powstawania CD. Gwiazdę, z której ma powstać CD, można traktować jako zbiór bardzo wielu (nie powiem nieskończenie wielu, bo fizyka nie lubi nieskończoności) koncentrycznych sfer będących potencjalnymi horyzontami zdarzeń. Sfery te mają swój środek w środku masy gwiazdy. Czarna dziura pojawi się wtedy, gdy w pewnym momencie w którejś z tych niezliczonych sfer znajdzie się masa przekraczająca wartość wynikającą ze wzoru Schwarzschilda:

 

M=(Rc^2)/(2G), gdzie R to promień danej sfery, c – prędkość światła i G – stała grawitacji.

 

Ten wzór mówi, że promień HZ jest liniowo zależny od masy czarnej dziury. Dwa razy masywniejsza CD ma dwa razy większy promień. Ale ponieważ gęstość zależy od trzeciej potęgi promienia, to dwukrotnie masywniejsza dziura ma cztery razy mniejszą gęstość!

 

I teraz pytanie: gdzie narodzi się pierwszy horyzont zdarzeń? Czy będzie to od razu HZ odpowiadający mniej więcej całej masie zapadającego się jądra gwiazdy, czy też jakiś bardzo mały w jej wnętrzu?

 

Przypomnę jeszcze parę faktów o gwiazdach. Energię gwiazda uzyskuje z ciągu reakcji jądrowych prowadzących do jąder żelaza, wszystkie cięższe jądra mają już wyższą energię w przeliczeniu na jeden nukleon, więc ich synteza jest endoenergetyczna. Wzrost ciśnienia w gwieździe zwiększa jej temperaturę, a to radykalnie zwiększa szybkość reakcji jądrowych. Pod koniec życia gwiazdy w jej jądrze zaczyna brakować paliwa, gwiazda zaczyna się „dusić”. Malejąca ilość jąder atomowych mogących reagować powoduje zaburzenie równowagi między grawitacją a ciśnieniem promieniowania, w efekcie kurczenie się jądra gwiazdy, wzrost gęstości i temperatury oraz przyspieszone spalanie resztek paliwa. Transmisja energii z jądra gwiazdy na zewnątrz jest bardzo powolna, efektem jest to, że zewnętrzne warstwy gwiazdy „nie wiedzą” o tym, co się aktualnie dzieje w jej jądrze.

 

Wreszcie w jądrze gwiazdy ilość paliwa spada do takiego poziomu, że ciśnienie promieniowania przegrywa i zaczyna się kolaps materii. Jądro z wypalonym paliwem będzie się tylko zapadać. Rejony dalej od centrum zawierające jeszcze paliwo wybuchną. Wróćmy do zapadającego się jądra. Zakładamy, że zmierzamy do czarnej dziury, więc materia kolejno „mija” stany zdegenerowane typowe dla białych karłów i gwiazd neutronowych. Klasyczna ogólna teoria względności nie widzi żadnego mechanizmu zatrzymania kolapsu i proponuje kolaps całkowity, aż do punktowej osobliwości. Wydaje mi się jednak bardziej sensowne założenie, że kolaps zatrzymuje się na jakimś innym, nieznanym jeszcze stanie materii. W sumie nie musimy na razie wiedzieć wiele o nim, oprócz tego, że ma dostateczną gęstość, by prędkość ucieczki sięgnęła c. Nie mamy pojęcia jak głęboko pod HZ jest ta nowa materia zdegenerowana.

 

Zatem jądro gwiazdy zapada się dalej niż do gwiazdy neutronowej. Różne sfery z różnym przyspieszeniem (g), ponieważ dla  g=f(R). Biorąc pod uwagę, że im większy HZ tym mniejszej wymaga średniej gęstości materii w swym wnętrzu  wydaje się niemal pewne, że pierwszy powstały HZ będzie obejmował całe jądro gwiazdy. Nagle powstaje zatem czarna dziura ze swoim horyzontem zdarzeń. Materia, która ją utworzyła wcale nie „wie” kiedy powstał HZ. Nie ma jakiegokolwiek powodu, żeby ten moment był dla niej w jakikolwiek sposób wyjątkowy. Ona po prostu nadal ulega swoim zmianom, swojemu kolapsowi aż do uzyskania stabilnego stanu końcowego – kolejnego poziomu degeneracji materii.

 

Nurtują mnie jeszcze zderzenia czarnych dziur. Łowcy fal grawitacyjnych z eksperymentów LIGO nawet wyliczają przybliżone masy łączących się dziur, jak również masę powstałej nowej czarnej dziury i energię wypromieniowaną w postaci fal grawitacyjnych. WYPROMIENIOWANĄ przez czarne dziury! Energie te są rzędu masy Słońca! Jakoś mi się to kłóci z klasyczną definicją czarnej dziury, który może tylko pochłaniać energię nic nie oddając. Ciekawe też jest czy obserwuje się osobno:

a)      połączenie się horyzontów zdarzeń

b)      połączenie się centralnych „osobliwości” (rozumianych nie jako punkty o nieskończonej gęstości, ale jako skupiska nowej formy materii, której jeszcze nie znamy)

Powinny to być dwa osobne zjawiska. Niestety nie jestem w stanie powiedzieć jak miałyby być one dla nas widoczne i rozróżnialne (o ile w ogóle mogą być).

  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 14.09.2019 o 00:04, Behlur_Olderys napisał:

większość ludzi z którymi tutaj się dyskutowało o czarnych dziurach to samozwańczy prorocy i pogromcy Einsteina z lekką nutą schizofrenii paranoidalnej :)

Hmm, nie dyskutowałem tutaj o czarnych dziurach, ale coś czuję że to chyba też o mnie?... ;)

Gdybyś Bartek zechciał wyjaśnić, jak objawia się ta "schizofrenia paranoidalna". :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
Godzinę temu, diver napisał:

Hmm, nie dyskutowałem tutaj o czarnych dziurach, ale coś czuję że to chyba też o mnie?... ;)

Gdybyś Bartek zechciał wyjaśnić, jak objawia się ta "schizofrenia paranoidalna". :)

Hej, to stare dzieje z forum. Uwierz mi, nie o Tobie ani o nikim tutaj mowa :)

Notabene, objawy - jak mi się dobrze wydaje - przede wszystkim składają się na postawę "wszyscy są przeciwko mnie", mówiąc łagodnie. Wszędzie spisek, wszyscy są w zmowie, jednocześnie ja sam posiadam potencjalnie niebezpieczną dla Układu prawdę objawioną... Ale to lekki offtop.

 

1 godzinę temu, dobrychemik napisał:

Gwiazdę, z której ma powstać CD, można traktować jako zbiór bardzo wielu (nie powiem nieskończenie wielu, bo fizyka nie lubi nieskończoności) koncentrycznych sfer będących potencjalnymi horyzontami zdarzeń.

(...)
I teraz pytanie: gdzie narodzi się pierwszy horyzont zdarzeń? Czy będzie to od razu HZ odpowiadający mniej więcej całej masie zapadającego się jądra gwiazdy, czy też jakiś bardzo mały w jej wnętrzu?

Wydaje mi się, że jednak skoro masa zależy od objętości, a ta - jak sam mówisz - zależy od R^3, to dopóki gęstość nie będzie jeszcze silniej (niż R^3) zależna od promienia, to tylko i wyłącznie cała masa i cały promień gwiazdy może przekroczyć granicę Schwarzschilda. W związku z tym można sobie wyobrazić, że na "jeszcze-nie-CD" spada materia kawałek po kawałku, przez co jej masa rośnie liniowo, ale jej promień rośnie jak pierwiastek trzeciego stopnia, więc w takim scenariuszu (oczywiście wyidealizowanym) powierzchnia gwiazdy powoli schowa się za horyzont zdarzeń. Tak sobie to wyobrażam, ale rzeczywistość może być inna. 

 

CDN :)

 

Czytam takie opracowanie, Vaidya metric to słowo-klucz :)
http://www.math.unb.ca/~seahra/resources/notes/black_holes.pdf

Edited by Behlur_Olderys
  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciąg dalszy moich rozmyślań.

 

Z punktu widzenia zewnętrznego obserwatora w narodzinach czarnej dziury jest jeden krytyczny moment: narodziny horyzontu zdarzeń w momencie gdy gdzieś została przekroczona masa krytyczna wewnątrz jakiejś sfery. Tylko tyle.

A teraz spójrzmy na narodziny CD z punktu widzenia pojedynczych cząstek elementarnych.  Jak już wcześniej pisałem cząstki, z których ma powstać CD nie mają pojęcia o HZ, nie "widzą" go ani nie "czują" w jakikolwiek sposób. Cząstki są tylko sobą i oddziałują ze swymi sąsiadami. Co ważne, pełna teoria czarnych dziur musi łączyć w sobie oba opisy - makro i mikro). No to co się dzieje po kolei? W miarę wzrostu gęstości materii w jądrze następują tam kolejne przemiany fazowe: najpierw wzrost ciśnienia grawitacyjnego aż do momentu, gdy zakaz Pauliego dotyczący elektronów uniemożliwia im dalszą kompresję. Otrzymujemy materię zdegenerowaną typową dla białych karłów. Ale my mamy tu przypadek bardzo masywnej gwiazdy, więc kolaps idzie dalej. Dalsze zgniatanie materii powoduje, że elektrony ulegają kondensacji, przestają się zachowywać jak przyzwoite fermiony, przestają generować ciśnienie przeciwstawiające się grawitacji i kolaps idzie dalej. Kolejny przystanek: gwiazda neutronowa utrzymywany znowu przez zakaz Pauliego, ale tym razem dotyczący neutronów. To jest ostatni moment, który jeszcze w miarę dobrze rozumiemy. Ale grawitacja jest tak silna, że nawet neutrony zostają pokonane i tracą swój charakter fermionów. Zachodzi kolejna przemiana fazowa, tym razem nie wiemy już przy jakiej granicznej masie czy też gęstości. Gdzieś, w którymś miejscu gwiazdy neutronowej dwa sąsiednie neutrony zostają razem "sprasowane" i przestają być fermionami. Jeśli ufać analogiom, to z takiego początkowego miejsca przemiana fazowa rozchodzi się we wszystkie strony.

 

I teraz najciekawsze: moment powstania HZ i chwila końca stabilności gwiazdy neutronowej wcale nie muszą być tożsame! Nie wiadomo co nastąpi wcześniej, oba scenariusze są możliwe:

1. Może być tak, że w momencie powstania HZ nadal mamy w jej wnętrzu normalną gwiazdę neutronową. Wiadomo, że im masywniejsza GN tym ma większą gęstość, więc przy pewnej granicznej wielkości w końcu przekroczy wartość krytyczną (promień Schwarzshilda), bo dla czarnych dziur przecież ich gęstość maleje ze wzrostem masy.

2. Może najpierw następuje przemiana fazowa gwiazdy neutronowej, dzięki czemu znika czynnik przeciwdziałający dalszemu kolapsowi. Wtedy gwałtownie maleje rozmiar gwiazdy, rośnie jej gęstość i powstaje HZ. 

W obu przypadkach materia "neutronowa" przechodzi w nową formę, o o wiele większej gęstości. W obu przypadkach powstaje też czarna dziura. Tylko kolejność jest różna.

 

A teraz z zupełnie innej beczki.

 

Analogie między początkiem naszego Wszechświata, a czarnymi dziurami są tak daleko idące, że nic dziwnego, iż fizycy starają się te dwa fenomeny wrzucić do jednego worka.

 

Po pierwsze, w obu przypadkach mamy do czynienia ze stanem o niezwykle dużej masie i gęstości.

Po drugie, jeśli definiować czarną dziurę jako obszar, którego światło nie może opuścić, to nasz Wszechświat znakomicie spełnia ten warunek.

W obu przypadkach, tj. narodzin Wszechświata i narodzin czarnej dziury, patrzymy na ewolucję układu o niezwykle dużej masie i gęstości. Jakie są między nimi różnice? Najważniejsza to taka, że jest diametralnie różny punkt obserwacji: raz obserwujemy z wewnątrz, a raz z zewnątrz. Czy różnice między Wszechświatem a czarną dziurą wynikają jedynie z punktu widzenia? Koncepcja „płodnych wszechświatów” zdaje się właśnie zasadzać na takiej podstawie.

Do mnie osobiście niezbyt przemawia pomysł z „wszechświatem w pigułce”, czyli zamkniętym we wnętrzu czarnej dziury. Rodziło by to nieskończony ciąg takich wszechświatów, istny matrioszkowy koszmar. A bardzo nie lubię nieskończoności.

Na pewno badania i zrozumienie czarnych dziur to warunek konieczny zrozumienia Wielkiego Wybuchu. Nic we Wszechświecie nie wydaje się tak bliskie i tak podobne do jego narodzin jak właśnie czarne dziury. Trzeba poznać fizykę zdecydowanie wyższych energii niż badamy obecnie. Musimy odkryć nowe cząstki elementarne, nowe stany materii, kolejne energie unifikacji oddziaływań... Bo nie można zapominać, że nawet tak egzotyczne obiekty jak czarne dziury muszą mieć swoją własną, dyskretną wewnętrzną budowę. Czarna dziura nie jest cząstką elementarną. I nie ma szans na prawdziwe zrozumienie czarnych dziur bez zrozumienia ich budulca.

 

Teraz natomiast z trochę innej beczki.

 

Przypomnę wzór na promień horyzontu zdarzeń czarnej dziury:

M=(Rc^2)/(2G)

Trzeba dodać, że nie mamy absolutnej pewności, że ten wzór nie jest jedynie przybliżeniem rzeczywistości w przypadku obiektów takich jak czarna dziura. To nic, do dalszego toku rozumowania wystarczy nawet jeśli jest tylko dobrym przybliżeniem. Podstawiając do niego szacunkową masę naszego Wszechświata można wyliczyć szacunkową wielkość czarnej dziury o zadanej masie. No i mamy problem: jeśli początkowy stan Wszechświata był mniejszy, niż wyliczona wartość, to znaczy, że żyjemy wewnątrz rozszerzającej się czarnej dziury, która przestała być(?) czarną dziurą. A może czarne dziury mają dodatkowe parametry, o których nic nie wiemy? Może te parametry mogą sprawić, że czarna dziura jest niestabilna? Może istnieje górna granica masy czarnej dziury, po przekroczeniu której jej ewolucja zachodzi zupełnie inaczej? Tu już można sobie dowolnie gdybać. Po prostu trafiliśmy w miejsce, w którym wiemy, że prawie nic nie wiemy.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Aby czarna dziura mogła być wszechświatem, musiałaby wybuchnąć. Do tego potrzebna byłaby jakaś siła. Zgodnie z dzisiejszą nauką materia spadnie w osobliwość. I co dalej?

 

Zaprezentuję rozważania Józefa Gelbarda na temat masy i grawitacji.

Rozważmy dwa punkty materialne o masie M. Energia potencjalna dla odległości r wynosi:

 

E(r) = - G*M2/r

 

Przyrost energii potencjalnej układu, gdy odległość między punktami dąży do nieskończoności, równy jest:

 

0 - E(r)

 

O tyle też wzrasta masa układu, czyli:

 

0 - E(p) = m*c2

 

Tej masy brak było, gdy odległość wynosiła r. Mamy więc niedobór masy w tym punkcie. Z powyższych wzorów mamy:

 

m = G*M2/(r*c2)

 

m jest niedoborem absolutnym masy układu dwóch punktów materialnych, odpowiadającym wzajemnej odległości między nimi równej r.

 

Zbilansowana masa układu dwóch punktów materialnych wyraża się wzorem:

 

m* = 2*M - m

 

Gdy m>2*M, to m* < 0. W tym przypadku masa grawitacyjna układu jest liczbą ujemną. Układ więc odpycha. A dwa takie układy? Powinny się wzajemnie przyciągać, bo iloczyn mas w prawie Newtona jest dodatni.

 

Wyprowadzenie wzoru na zmodyfikowane prawo Newtona:

 

m* = 2*M - G*M2/(r*c2)

 

Tutaj M - masa własna (niezmiennicza) punktu materialnego. Grawitacyjna masa jednostkowa układu równa jest połowie grawitacyjnej masy wypadkowej. Zatem siłę wzajemnego oddziaływania zapisać można:

 

F = G * [2M - G*M2/(r*c2)]2/(4*r2)

 

Co można zapisać:

 

F = G*M2/r2 * [1-R/(4*r)]2

 

gdzie R to promień Schwartzschilda (R = 2*G*M/c2).

 

Dodatkowo autor uzasadnia, że gdy r > R/4 to siła jest dodatnia (przyciągająca). A gdy r < R/4, to ujemna, więc odpychająca. Nie przytaczam argumentów, bo w przeciwieństwie do wzorów uzasadnienie jest długie i nie wiem, który argument zacytować. Oczywiście R w tych rozważaniach jest bardzo małe, ponieważ M jest małe. W skali makro ten wzór sprowadza się do zwykłej formuły newtonowskiej. Dziwne efekty ujawniają się dopiero w mikro skali, gdy mocno zbliżamy punkty materialne do siebie.

 

Co sądzicie o tych wzorach? Czy ktoś mógłby te rozważania zweryfikować? Autor w swojej książce "Grawitacja dualna" opiera na nich całą teorię cząstek absolutnie elementarnych (nazywa je plankonami).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Posted (edited)
14 minut temu, Jaglo napisał:

Zaprezentuję rozważania Józefa Gelbarda na temat masy i grawitacji.

Sprawdziłem gościa. Ponoć przez 20 lat samodzielnie pracował w domu nad swoimi teoriami. W tym czasie nie udało mu się opublikować ani jednej pracy w jakimkolwiek czasopiśmie naukowym. Wygląda zatem na domorosłego pseudonaukowca. Może się mylę, jeśli tak, to proszę o link do jakiejkolwiek jego publikacji naukowej.

 

A tak na szybko pierwszy raz widzę, aby energię potencjalną traktować jako masę. Ponieważ energia potencjalna nie jest immanentną cechą obiektu, ale zależy od punktu odniesienia, to by wynikało, że i masy obiektu nie da się jednoznacznie określić. Każdy obiekt we wszechświecie miałby nieskończenie wiele różnych mas. Przekichane. Dalej nie analizuję, boję się.

Edited by dobrychemik
  • Like 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 15.09.2019 o 14:11, MateuszK napisał:

Rozumiem, że tęsknicie... jeszcze tylko kilka dni. Pytanie po co?

 

W dniu 5.10.2019 o 18:01, MateuszK napisał:

...

Proponuję posty Mateusza przenieść z wątku "Skąd się biorą wszechświaty" do nowego wątku: "Skąd się biorą posty Mateusza" ;)

  • Haha 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z matematycznego punktu widzenia te przekształcenia są OK.

 

Z fizycznego: energia potencjalna to energia potrzebna na rozdzielenie ciał oddziałujących grawitacyjnie. Np. żeby przepchnąć Ziemię z orbity poza Układ Słoneczny potrzebna jest energia. Skoro wiemy, że energia jest równoważna masie (E=mc2), to sposób przekształcenia wydaje mi się poprawny. Ale warto, aby zawodowy fizyk się wypowiedział.

 

Matematycznie można by podrążyć, skąd wiadomo, że wzór na energię potencjalną ma być tradycyjny. Skoro doszliśmy do zmodyfikowanego prawa przyciągania, czy wzór na energię również nie powinien być zmodyfikowany? A gdyby był, to rachunki prowadziłyby do innego prawa przyciągania i kółko się zamyka (być może ten proces zbiegałby do stałego rozwiązania).

 

DobryChemiku, nie wiem, czy Twój zarzut o zmienności mas jest słuszny. Autor podkreśla, że masa obiektów jest ustalona, a dopiero masa układu się zmienia. W skali mikro takie pojęcie jak masa układu wydaje się mieć sens. Ten układ "ma" masę - staje się nową cząstką. Ten wtręt o odpychaniu i przyciąganiu układów miał chyba naprowadzać na myśl o powstawaniu innych oddziaływań (elekromagnetycznych?). W skali makro zastosowałem podobne rozumowanie do rozszerzającej się pod wpływem tzw. Ciemnej energii galaktyki, aby zidentyfikować "samoistne" powstawanie masy w galaktyce (tzw. Ciemnej materii). Patrz: wątek "Model kosmologiczny 5D". To hipotetyczne rozważania, ale może niepotrzebnie się przed tym bronimy, skoro obserwacje astronomiczne są jakie są?

 

Na marginesie pytanie: Czy ekspansję wszechświata stwierdzono wewnątrz galaktyk, czy tylko samo ich oddalanie? To byłoby kluczowe aby ustalić, czy powyższe wywody mają sens.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Cóż, odnośnie energii potencjalnej, wszystko zależy jak ją zdefiniować. Jeśli enegię wiązań między cząstkami będziemy nazywać energią potencjalną, to wtedy rzeczywiście można takiej energii przypisywać odpowiadającą jej masę. Mówimy wtedy o tzw. defekcie masy. Nie jestem jednak pewien czy o to wcześniej chodziło. Gdy dwie cząstki łączą się, ich mierzona masa zmienia się, ale tylko jeśli pomija się energię kwantu promieniowania uwolnionego podczas tego zdarzenia. Traktując zjawisko całościowo bilans masy i energii zostaje zachowany. Ale nie widzę potrzeby mówienia tu o energii potencjalnej.

Najlepiej jednak, by głos zabrał prawdziwy fizyk, a nie chemik. (Każdy chemik to swego rodzaju fizyk intresujący się niemal wyłącznie powłoką walencyjną atomu).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nieco poszperałem i sam sobie mogę częściowo odpowiedzieć na pytanie. Ale tylko częściowo:

sięgnąłem do pracy "The evolution of the mass–size relation for early-type galaxies from z ∼ 1 to the present: dependence on environment, mass range and detailed morphology"

https://academic.oup.com/mnras/article/428/2/1715/1009056

 

i znalazłem taki wykres:

Mass-normalized radius for our sample for galaxies with masses log(M/M⊙) > 10.7, as a function of redshift for different selections compared to recent published results. The circles are ETGs, the squares passive galaxies, the triangles passive ETGs and the diamonds n > 2.5 galaxies. The dashed line shows the Cimatti et al. (2012) fit, the dot–dashed line shows the Newman et al. (2012) fit and the dotted line shows the Damjanov et al. (2011) fit. Samples selected using the Sérsic index tend to show larger sizes, because of the contamination from passive spirals, which is larger in field samples. However, these differences are within 1σ.

Mass-normalized radius for our sample for galaxies with masses log(M/M) > 10.7, as a function of redshift for different selections compared to recent published results.

 

Na osi X jest przesunięcie ku czerwieni, czyli de facto wiek obiektu. Na osi Y promień galaktyki unormowany jej masą. Sposób przeliczenie z na wiek można wziąć np. stąd: https://apod.nasa.gov/apod/ap130408.html

 

No coż, widać że na początku galaktyki były mniejsze. A więc tak z marszu nie można wykluczyć ich ekspansji. Co prawda w pracy przedstawiono modelowanie wzrostu w inny sposób (łączenie się galaktyk albo ubytek ich masy np. poprzez kwazary - co przesuwa ich unormowanie), jednak o ile się zorientowałem te metody nie tłumaczą wszystkiego.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 godziny temu, dobrychemik napisał:

 

Proponuję posty Mateusza przenieść z wątku "Skąd się biorą wszechświaty" do nowego wątku: "Skąd się biorą posty Mateusza" ;)

Z dupy. Wybacz ale tak to postrzegam wszystkimi zmysłami. Eot.

  • Confused 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Odczytałem dane z wykresu - punkt pierwszy, ostatni i środkowy. W poniższej tabelce to kolumny A i C. Kolumna B ustalona na podstawie z. Ustaliłem punkt "startowy" obserwacji T=5,5 mld lat. Kolumna D to różnice czasu względem tego punktu. Kolumna E policzona według wzoru pożyczonego z sąsiedniego wątku. Całkiem nieźle się zgadza z C :)

image.png.3ff00a39b34fe93835cbed832697da0b.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Pracownia astrofotografii Astrography.com wesprze polską edycję Astronomy Picture Of the Day
      Niedługo polska edycja Astronomy Picture Of the Day będzie świętowała trzecie urodziny. Przez trzy lata eksperci największych polskich portali zajmujących się tematyką astrofotografii amatorskiej Astropolis,
        • Love
        • Like
      • 8 replies
    • Zdjęcie Czarnej Dziury - dzisiaj o 15:00
      Pamiętajcie, że dzisiaj o 15:00 poznamy obraz Czarnej Dziury. Niezależnie od tego, jak bardzo będzie ono spektakularne (lub wręcz przeciwnie - parę pikseli), trzeba pamiętać, że to ogromne, wręcz niewyobrażalne, osiągnięcie cywilizacji. Utrwalić coś tak odległego i małego kątowo, do tego wykorzystując mega sprytny sposób (interferometria radiowa), ...no po prostu niewyobrażalne. EHT to przecież wirtualny teleskop wielkości planety. Proste?
        • Love
        • Like
      • 144 replies
    • Amatorska spektroskopia supernowych - ważne obserwacje klasyfikacyjne
      Poszukiwania i obserwacje supernowych w innych galaktykach zajmuje wielu astronomów, w tym niemałą grupę amatorów (może nie w naszym kraju, ale mam nadzieję, że pomału będzie nas przybywać). Odkrycie to oczywiście pierwszy etap, ale nie mniej ważne są kolejne - obserwacje fotometryczne i spektroskopowe.
        • Like
      • 4 replies
    • Odszedł od nas Janusz Płeszka
      Wydaje się nierealne, ale z kilku źródeł informacja ta zdaje się być potwierdzona. Odszedł od nas człowiek, któremu polskiej astronomii amatorskiej możemy zawdzięczyć tak wiele... W naszym hobby każdy przynajmniej raz miał z nim styczność. Janusz Płeszka zmarł w wieku 52 lat.
        • Sad
      • 167 replies
    • Małe porównanie mgławic planetarnych
      Postanowiłem zrobić taki kolaż będący podsumowaniem moich tegorocznych zmagań z mgławicami planetarnymi a jednocześnie pokazujący różnice w wielkości kątowe tych obiektów.
      Wszystkie mgławice na tej składance prezentowałem i opisywałem w formie odrębnych tematów na forum więc nie będę się rozpisywał o każdym obiekcie z osobna - jak ktoś jest zainteresowany szczegółami bez problemu znajdzie fotkę danej mgławicy na forum.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 29 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.