آیا ما درون یک سیاهچاله زندگی می کنیم؟ زندگی درون یک سیاهچاله ما درون یک سیاهچاله هستیم

چکیده با موضوع:

"سیاه چاله های کیهان"

ولادی وستوک

2000
محتوا:

سیاهچاله های کیهان _________________________________3

فرضیه ها و پارادوکس ها________________________________6

نتیجه گیری ______________________________________ 14

فهرست مراجع _________________15

سیاهچاله های کیهان

به نظر می رسید این پدیده آنقدر غیرقابل توضیح و تقریباً عرفانی است که حتی آلبرت انیشتین که نظریه هایش در واقع ایده سیاهچاله ها را به وجود آورد، خود به سادگی وجود آنها را باور نداشت. امروزه، اخترفیزیکدانان به طور فزاینده ای متقاعد شده اند که سیاهچاله ها یک واقعیت هستند.

محاسبات ریاضی نشان می دهد که غول های نامرئی وجود دارند. چهار سال پیش، تیمی از ستاره شناسان آمریکایی و ژاپنی، تلسکوپ خود را به سمت صورت فلکی عصا Venatici، به سمت سحابی مارپیچی M106 که در آنجا قرار دارد، نشانه گرفتند. این کهکشان 20 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، اما حتی با تلسکوپ آماتور هم می توان آن را دید. بسیاری بر این باور بودند که این کهکشان مانند هزاران کهکشان دیگر است. پس از مطالعه دقیق، مشخص شد که سحابی M106 دارای یک ویژگی نادر است - در قسمت مرکزی آن یک ژنراتور کوانتومی طبیعی وجود دارد - یک میزر. اینها ابرهای گازی هستند که در آنها مولکولها به دلیل "پمپ زدن" خارجی، امواج رادیویی را در ناحیه مایکروویو ساطع می کنند. میزر به تعیین دقیق مکان شما و سرعت ابر و در نتیجه سایر اجرام آسمانی کمک می کند.

ستاره شناس ژاپنی ماکوتو میونیس و همکارانش در رصد سحابی M106 رفتار عجیب میزر فضایی آن را کشف کردند. معلوم شد که ابرها به دور مرکزی در فاصله 0.5 سال نوری از آنها می چرخند. اخترشناسان به ویژه از ویژگی این چرخش مجذوب شدند: لایه های پیرامونی ابرها با سرعت چهار میلیون کیلومتر در ساعت حرکت می کردند! این نشان می دهد که یک توده غول پیکر در مرکز متمرکز شده است. طبق محاسبات برابر با 36 میلیون جرم خورشید است.

M106 تنها کهکشانی نیست که مشکوک به وجود سیاهچاله است. در سحابی آندرومدا، به احتمال زیاد، تقریباً همان جرم وجود دارد - 37 میلیون خورشید. فرض بر این است که در کهکشان M87 - یک منبع بسیار شدید گسیل رادیویی - یک سیاهچاله کشف شده است که در آن 2 میلیارد جرم خورشید متمرکز شده است! برنج. 1 گلکسی M87

فقط پیام رسان امواج رادیویی می تواند سیاهچاله ای باشد که هنوز به طور کامل توسط "کپسول" فضای منحنی بسته نشده است. فیزیکدان شوروی یاکوف زلدوویچ و همکار آمریکایی اش ادوین سالپیتر در مورد مدلی که توسعه داده بودند گزارش دادند. این مدل نشان داد که سیاهچاله گاز را از فضای اطراف جذب می کند و در ابتدا در یک دیسک نزدیک خود جمع می شود. از برخورد ذرات، گاز گرم می شود، انرژی، سرعت خود را از دست می دهد و شروع به حرکت مارپیچی به سمت سیاهچاله می کند. گازی که تا چند میلیون درجه گرم می شود گردابی قیفی شکل را تشکیل می دهد. ذرات آن با سرعت 100 هزار کیلومتر در ثانیه می شتابند. در پایان، گرداب گاز به «افق رویداد» می رسد و برای همیشه در سیاهچاله ناپدید می شود.

میزر در کهکشان M106 که در همان ابتدا مورد بحث قرار گرفت، در یک دیسک گازی قرار دارد. سیاهچاله هایی که در کیهان ظاهر می شوند، با قضاوت بر اساس آنچه ستاره شناسان آمریکایی و ژاپنی در سحابی مارپیچی M106 مشاهده کردند، جرمی غیرقابل مقایسه بیشتر از آنهایی دارند که نظریه اوپنهایمر درباره آن صحبت می کند. او مورد فروپاشی یک ستاره را در نظر گرفت که جرم آن بیش از سه خورشیدی نیست. و چگونگی تشکیل چنین غول هایی که ستاره شناسان در حال مشاهده آنها هستند، هنوز توضیحی در دست نیست.

مدل‌های رایانه‌ای اخیر نشان داده‌اند که یک ابر گازی در مرکز یک کهکشان نوپا می‌تواند باعث ایجاد یک سیاه‌چاله عظیم شود. اما راه دیگری برای توسعه نیز امکان پذیر است: انباشت گاز ابتدا به ابرهای کوچکتر زیادی تقسیم می شود که به تعداد زیادی ستاره حیات می بخشد. با این حال، در هر دو مورد، بخشی از گاز کیهانی تحت تأثیر گرانش خود در نهایت تکامل خود را در قالب یک سیاه‌چاله پایان خواهد داد.

طبق این فرضیه، تقریباً در هر کهکشانی، از جمله کهکشان ما، جایی در مرکز کهکشان راه شیری یک سیاهچاله وجود دارد.

مشاهدات به اصطلاح سیستم های ستاره ای دوتایی، زمانی که تنها یک ستاره از طریق تلسکوپ قابل مشاهده است، دلیلی برای این باور است که شریک نامرئی یک سیاهچاله است. ستارگان این جفت به قدری نزدیک به یکدیگر قرار دارند که جرم نامرئی ماده ستاره مرئی را "بیرون" می کشد و آن را جذب می کند. در برخی موارد، می توان زمان چرخش یک ستاره به دور شریک نامرئی خود و فاصله آن تا نامرئی را تعیین کرد که این امر امکان محاسبه جرم پنهان از رصد را فراهم می کند.

اولین کاندید برای چنین مدلی جفتی است که در اوایل دهه 70 کشف شد. در صورت فلکی ماکیان (که با شاخص ماکیان XI مشخص می شود) قرار دارد و اشعه ایکس از خود ساطع می کند. یک ستاره آبی داغ و به احتمال زیاد یک سیاهچاله با جرمی برابر با 16 جرم خورشید در اینجا می چرخد. جفت دیگر (V404) دارای جرم نامرئی 12 است برنج. 2 Cygnus XIخورشیدی جفت مشکوک دیگر یک منبع پرتو ایکس (LMCX3) با جرم نه خورشیدی است که در ابر ماژلانی بزرگ قرار دارد.

همه این موارد در بحث جان میشل درباره «ستارگان تاریک» به خوبی توضیح داده شده است. او در سال 1783 نوشت: "اگر اجسام نورانی به دور یک چیز نامرئی بچرخند، پس باید بتوانیم از حرکت این جسم دوار با احتمال معینی وجود این جسم مرکزی را استنتاج کنیم."

فرضیه ها و پارادوکس ها

نسبیت عام پیش بینی کرده است که جرم فضا را منحنی می کند. و در حال حاضر چهار سال پس از انتشار کار انیشتین، این اثر توسط ستاره شناسان کشف شد. در طی یک خورشید گرفتگی کامل، هنگام رصد با تلسکوپ، اخترشناسان ستارگانی را دیدند که در واقع توسط لبه قرص سیاه ماه که خورشید را پوشانده بود، پنهان شده بودند. تحت تأثیر گرانش خورشیدی، تصاویر ستارگان تغییر کرده است. (در اینجا دقت اندازه گیری نیز قابل توجه است، زیرا آنها کمتر از یک هزارم درجه جابجا شده اند!)

اخترشناسان اکنون با اطمینان می دانند که تحت تأثیر "عدسی گرانشی" که توسط ستارگان سنگین و مهمتر از همه سیاهچاله ها نشان داده می شود ، موقعیت واقعی بسیاری از اجرام آسمانی در واقع با مواردی که از زمین می بینیم متفاوت است. کهکشان های دور ممکن است برای ما بی شکل و به شکل یک «کپسول» جلوه کنند. این بدان معناست که: گرانش آنقدر قوی است و فضا به قدری پیچ خورده است که نور به صورت دایره ای حرکت می کند. شما واقعاً می توانید ببینید که در گوشه و کنار چه خبر است.

بیایید کاملاً باورنکردنی را تصور کنیم: یک فضانورد شجاع تصمیم گرفت کشتی خود را به یک سیاهچاله بفرستد تا اسرار آن را بیاموزد. او در این سفر فوق العاده چه خواهد دید؟

هرچه به هدف نزدیکتر می شوید، ساعت فضاپیما بیشتر و بیشتر عقب می ماند - این از نظریه نسبیت نتیجه می گیرد. با نزدیک شدن به هدف، مسافر ما خود را در لوله ای می بیند، حلقه ای که سیاهچاله را احاطه کرده است، اما به نظر می رسد که او در امتداد یک تونل کاملاً مستقیم پرواز می کند و اصلاً در یک دایره نیست. اما پدیده شگفت انگیزتری در انتظار فضانورد است: با عقب افتادن از "افق رویداد" و حرکت در امتداد لوله ، او پشت ، سر خود را خواهد دید ...

نظریه نسبیت عام می گوید که مفاهیم "بیرون" و "درون" معنای عینی ندارند، آنها مانند نشانه های "چپ" یا "راست"، "بالا" یا "پایین" نسبی هستند. این همه سردرگمی متناقض با مسیرها به شدت با ارزیابی های روزمره ما مطابقت دارد.

به محض عبور کشتی از مرز سیاهچاله، مردم روی زمین دیگر نمی توانند چیزی از آنچه در آنجا اتفاق می افتد ببینند. و ساعت در کشتی متوقف می شود، همه رنگ ها به سمت قرمز مخلوط می شوند: نور بخشی از انرژی خود را در مبارزه با گرانش از دست می دهد. همه آیتم ها شکل های عجیب و غریب به خود می گیرند. و در نهایت، حتی اگر این سیاهچاله تنها دو برابر خورشید ما سنگین باشد، جاذبه آن چنان قوی خواهد بود که هم کشتی و هم ناخدای فرضی آن به یک رشته کشیده می شوند و به زودی از هم می پاشند. ماده محبوس شده در داخل سیاهچاله نمی تواند در برابر نیروهایی که آن را به سمت مرکز می کشد مقاومت کند. احتمالاً ماده از بین می رود و به حالت مفرد در می آید. بر اساس برخی ایده ها، این ماده پوسیده بخشی از جهان دیگری خواهد شد - سیاهچاله ها فضای ما را با جهان های دیگر متصل می کنند.

ستارگان مانند تمام اجسام در طبیعت بدون تغییر باقی نمی مانند، آنها متولد می شوند، تکامل می یابند و در نهایت "می میرند". برای ردیابی مسیر زندگی ستارگان و درک چگونگی پیری آنها، لازم است بدانیم چگونه به وجود می آیند. در گذشته، این یک راز بزرگ به نظر می رسید. اخترشناسان امروزی می‌توانند مسیرهای منتهی به ظهور ستارگان درخشان در آسمان شب را با اطمینان بسیار با جزئیات توصیف کنند.

نه چندان دور، ستاره شناسان بر این باور بودند که میلیون ها سال طول می کشد تا یک ستاره از گاز و غبار بین ستاره ای شکل بگیرد. اما در سال‌های اخیر، عکس‌های خیره‌کننده‌ای از ناحیه‌ای از آسمان گرفته شده است که بخشی از سحابی بزرگ جبار است، جایی که خوشه‌ای کوچک از ستاره‌ها در طی چندین سال ظاهر شده‌اند. بر شکل 3 سحابی بزرگ شکارچیعکس های سال 1947 در این مکان گروهی متشکل از سه جرم ستاره مانند قابل مشاهده بود. تا سال 1954 برخی از آنها مستطیل شدند و تا سال 1959. این تشکیلات مستطیل به ستارگان منفرد تقسیم شدند - برای اولین بار در تاریخ بشریت، مردم تولد ستارگان را به معنای واقعی کلمه در مقابل چشمان ما مشاهده کردند، این رویداد بی سابقه به ستاره شناسان نشان داد که ستارگان می توانند در فاصله زمانی کوتاه متولد شوند، و قبلا دلیل عجیبی به نظر می رسید که ستارگان معمولاً به صورت گروهی پدید می آیند یا خوشه های ستاره ای درست است.

من می دانم که ظاهراً از اینجا استقبال نمی شود، اما من به درخواست مستقیم نویسنده، نیکولای نیکولایویچ گورکاوی، یک پست متقاطع از اینجا انجام می دهم. این احتمال وجود دارد که ایده آنها انقلابی در علم مدرن ایجاد کند. و بهتر است در مورد آن به صورت اصلی بخوانید تا در بازگویی ren-tv یا tape.ru.

برای کسانی که تاپیک را دنبال نکرده اند. دو سیاهچاله را در نظر بگیرید که به دور یکدیگر می چرخند، فرض کنید، با جرم های 15 و 20 واحد (جرم خورشید). دیر یا زود آنها در یک سیاهچاله ادغام می شوند، اما جرم آن 35 واحد نیست، بلکه مثلاً 30 واحد خواهد بود. 5 باقیمانده به شکل امواج گرانشی دور خواهند شد. این انرژی است که تلسکوپ گرانشی LIGO می گیرد.

ماهیت ایده گورکاوی و واسیلکوف به شرح زیر است. فرض کنید شما یک ناظر هستید، روی صندلی خود نشسته اید و جاذبه 35 واحد جرم تقسیم بر مجذور فاصله را احساس می کنید. و سپس بام - به معنای واقعی کلمه در یک ثانیه جرم آنها به 30 واحد کاهش می یابد. برای شما، به دلیل اصل نسبیت، از موقعیتی که با نیروی 5 واحد تقسیم بر مجذور فاصله در جهت مخالف پرتاب شده اید، قابل تشخیص نیست. یعنی از ضد جاذبه قابل تشخیص نیست.

UPD: زیرا همه پاراگراف قبلی را درک نکردند، یک آزمایش فکری با قیاس ارائه شده در آن را در نظر بگیرید. بنابراین، شما یک ناظر هستید که در یک مخزن نشسته اید که در یک مدار دایره ای بسیار بالا به دور مرکز جرم این جفت سیاهچاله می چرخد. همانطور که پدربزرگ انیشتین می گفت، بدون نگاه کردن به بیرون از مخزن، نمی توان تفاوت بین چرخیدن به دور و فقط آویزان شدن در جایی در فضای بین کهکشانی را تشخیص داد. حال، فرض کنید یک سیاهچاله با هم ادغام شد و بخشی از جرم آنها پرواز کرد. در این راستا، شما باید به مدار بالاتری در اطراف همان مرکز جرم حرکت کنید، اما در حال حاضر یک سیاهچاله ادغام شده است. و شما این انتقال به مدار دیگری را در مخزن خود احساس خواهید کرد (به لطف فلز) ناظران خارجی در بی نهایت آن را به عنوان ضربه ای در نظر می گیرند که شما را از مرکز جرم دور می کند. /UPD

علاوه بر این، یک دسته از محاسبات با تانسورهای نسبیت وحشتناک وجود دارد. این محاسبات، پس از بررسی دقیق، در دو مقاله در MNRAS، یکی از معتبرترین مجلات در زمینه اخترفیزیک در جهان منتشر شده است. پیوند به مقالات:، (پیش چاپ با مقدمه نویسنده).

و نتیجه گیری در آنجا به شرح زیر است: انفجار بزرگ وجود نداشت، اما یک سیاهچاله بزرگ وجود داشت (و هست). که همه ما را آزار می دهد.

پس از انتشار دو مقاله اصلی با راه‌حل‌های ریاضی، کار نوشتن یک مقاله پرطرفدارتر و گسترده‌تر و همچنین ترویج کیهان‌شناسی فضایی احیا شده در دستور کار قرار گرفت. و سپس معلوم شد که در کمال تعجب، اروپایی ها موفق شدند به مقاله دوم واکنش نشان دهند، که قبلاً از من دعوت کرده بودند تا در ژوئن یک گزارش عمومی 25 دقیقه ای در مورد شتاب جهان با جرم متغیر تهیه کنم. من این را نشانه خوبی می دانم: کارشناسان از "تاریکی کیهانی" خسته شده اند و به دنبال جایگزینی هستند.

همچنین، روزنامه نگار روسلان صفین در رابطه با انتشار مقاله دوم سوالاتی را ارسال کرد. یک نسخه کوتاه شده از پاسخ ها امروز در Yuzhnouralskaya Panorama تحت عنوان سرمقاله "درون یک سیاه چاله" منتشر شد. ستاره شناس نیکلای گورکاوی مرکز جهان را پیدا کرد.

اول، برای حقیقت، باید توجه داشته باشم که این الکساندر واسیلکوف بود که به طور فعال شروع به پرسیدن این سوال "ساده لوحانه" کرد: آیا جهان مرکز دارد؟ - که تمام کارهای کیهانی بعدی ما را آغاز کرد. بنابراین با هم جستجو کردیم و این مرکز را پیدا کردیم. ثانیاً روزنامه درخواست عکس مشترک ما را داد، اما منتظر نشد، بنابراین من آن را به همراه متن کامل مصاحبه ای که ساشا خواند و با توجه به نظرات او تکمیل شد، اینجا می آورم. اینجا هستیم: الکساندر پاولوویچ واسیلکوف در سمت چپ و من در سمت راست:

1. پس از انتشار اولین مقاله خود با واسیلکوف، پیشنهاد کردید که انبساط شتاب یافته مشاهده شده کیهان با غلبه نیروهای دافعه بر نیروهای جذاب در فواصل زیاد همراه است. در مقاله جدید، شما به نتیجه متفاوتی می رسید - در مورد گسترش نسبی شتابان: به نظر ما می رسد که چیزی در حال شتاب گرفتن است، زیرا ما خودمان در حال کند شدن هستیم. چه چیزی شما را به این فکر سوق داد؟

در مقاله‌ای که در سال ۲۰۱۶ در مجله انجمن سلطنتی نجوم منتشر شد، من و الکساندر واسیلکوف نشان دادیم که اگر جرم گرانشی یک جسم تغییر کند، علاوه بر شتاب نیوتنی معمول، نیروی اضافی نیز در اطراف آن ایجاد می‌شود. نسبت معکوس با فاصله از جسم می افتد، یعنی کندتر از نیروی نیوتنی، که به مجذور فاصله بستگی دارد. بنابراین، نیروی جدید باید بر مسافت های طولانی تسلط داشته باشد. با کاهش جرم یک جسم، یک نیروی جدید دافعه یا ضد گرانش را ایجاد می کند، با افزایش - جاذبه اضافی، بیش از حد جاذبه وجود دارد. این یک نتیجه ریاضی دقیق بود که راه حل معروف شوارتزشیلد را اصلاح کرد و در چارچوب نظریه گرانش اینشتین به دست آمد. نتیجه گیری برای جرم با هر اندازه قابل اجرا است و برای یک ناظر ثابت ساخته شده است.

اما هنگام بحث در مورد این نتایج، ما به صورت شفاهی فرضیه های اضافی را بیان کردیم - بلکه امیدواریم که ضد گرانش یافت شده هم مسئول انبساط جهان و هم برای تسریع انبساط آن در چشم ناظران همراه، یعنی من و شما باشد. در حین کار بر روی مقاله دوم که در فوریه سال جاری در همین مجله منتشر شد و قبلاً مستقیماً به کیهان‌شناسی اختصاص داشت، متوجه شدیم که واقعیت دشوارتر از آرزوهای ما است. بله، ضد جاذبه یافت شده مسئول انفجار بزرگ و انبساط آشکار جهان است - در اینجا ما در مفروضات خود درست بودیم. اما مشخص شد که شتاب نامحسوس گسترش کیهانی که توسط ناظران در سال 1998 شناسایی شد، نه به ضد گرانش، بلکه به ابرگرانش از مقاله ما در سال 2016 مربوط می شود. راه‌حل ریاضی دقیق به‌دست‌آمده به‌طور واضح نشان می‌دهد که این شتاب تنها زمانی نشانه‌ای قابل مشاهده خواهد داشت که بخشی از جرم کیهان در حال رشد باشد، نه کاهش. در استدلال کیفی خود، ما در نظر نگرفتیم که دینامیک انبساط کیهانی از دیدگاه یک ناظر ساکن و برای ناظران همراه نشسته در کهکشان‌های در حال گسترش بسیار متفاوت به نظر می‌رسد.

ریاضیات که از ما هوشمندتر است، به تصویر زیر از تکامل کیهان منجر می شود: به دلیل ادغام سیاهچاله ها و تبدیل جرم آنها به امواج گرانشی، جرم جهان در حال فروپاشی آخرین چرخه به شدت کاهش یافته است. - و ضد جاذبه قوی به وجود آمده است که باعث انفجار بزرگ، یعنی گسترش مدرن جهان شده است. این ضد گرانش سپس کاهش یافت و به دلیل رشد یک سیاهچاله عظیم که در مرکز کیهان به وجود آمد، جانشین آن شد. به دلیل جذب امواج گرانشی پس زمینه که نقش مهمی در پویایی فضا دارند، افزایش می یابد. این رشد سیاهچاله بزرگ بود که باعث کشیدگی بخش قابل مشاهده کیهان در اطراف ما شد. این اثر توسط ناظران به عنوان یک شتاب انبساط تعبیر شده است، اما در واقع کاهش ناهموار انبساط است. از این گذشته ، اگر در ستونی از اتومبیل ها ، اتومبیل عقب از اتومبیل جلو عقب بماند ، این می تواند به معنای شتاب اتومبیل اول و ترمز اتومبیل عقب باشد. از نقطه نظر ریاضی، تأثیر سیاهچاله بزرگ در حال رشد باعث ظهور به اصطلاح "ثابت کیهانی" در معادلات فریدمن می شود که مسئول شتاب مشاهده شده رکود کهکشان ها است. محاسبات نظریه پردازان کوانتومی با مشاهدات 120 مرتبه قدر متفاوت بود، اما ما آن را در چارچوب نظریه کلاسیک گرانش محاسبه کردیم - و به خوبی با داده های ماهواره پلانک مطابقت داشت. و این نتیجه گیری که جرم کیهان اکنون در حال رشد است، فرصتی عالی برای ساختن یک مدل چرخه ای از جهان است، که چندین نسل از کیهان شناسان رویای آن را داشتند، اما به دست نیامد. کیهان یک آونگ عظیم است که سیاهچاله ها در آن به امواج گرانشی تبدیل می شوند و سپس فرآیند معکوس انجام می شود. در اینجا، نتیجه گیری انیشتین مبنی بر اینکه امواج گرانشی جرم گرانشی ندارند، نقش کلیدی ایفا می کند، که به جهان اجازه می دهد جرم خود را تغییر دهد و از فروپاشی برگشت ناپذیر جلوگیری کند.

2. سیاهچاله بزرگ در حال رشد، که مسئول انبساط نسبی شتابان جهان است، چگونه ظاهر شد؟

ماهیت ماده تاریک که به عنوان مثال باعث چرخش شتابان کهکشان ها شد، تقریباً یک قرن است که یک راز بوده است. آخرین نتایج رصدخانه LIGO، که چندین امواج گرانشی را از ادغام سیاهچاله‌های عظیم ثبت کرده است، پرده رمز و راز را از بین برده است. تعدادی از محققان مدلی ارائه کرده اند که بر اساس آن ماده تاریک از سیاهچاله ها تشکیل شده است، در حالی که بسیاری معتقدند که آنها از آخرین چرخه کیهان به ما رسیده اند. در واقع، سیاهچاله تنها شی ماکروسکوپی است که حتی با فشردگی کیهان نمی تواند از بین برود. اگر سیاه‌چاله‌ها بخش عمده‌ای از جرم باریونی کیهان را تشکیل می‌دهند، وقتی جهان به اندازه چند سال نوری فشرده می‌شود، این سیاه‌چاله‌ها فعالانه با یکدیگر ادغام می‌شوند و بخش قابل توجهی از جرم خود را به امواج گرانشی می‌ریزند. . در نتیجه، جرم کل کیهان به شدت کاهش می یابد و در محلی که ابر چاله های کوچک به هم می پیوندند، سیاهچاله ای عظیم به اندازه یک سال نوری و با جرم تریلیون ها باقی می ماند. توده های خورشیدی این یک نتیجه اجتناب ناپذیر از فروپاشی کیهان و ادغام سیاهچاله ها است و پس از انفجار بزرگ شروع به رشد می کند و تشعشعات گرانشی و هر ماده اطراف را جذب می کند. بسیاری از نویسندگان، از جمله پنروز، فهمیدند که چنین ابرچاله ای در مرحله فروپاشی کیهان ظاهر می شود، اما هیچ کس نمی دانست که این سیاهچاله بزرگ چقدر در پویایی انبساط بعدی کیهان نقش دارد.

3. چقدر از ما فاصله دارد و دقیقاً در کجا (در کدام قسمت از آسمان) قرار دارد؟ پارامترهای آن چیست؟

ما معتقدیم که در فاصله ای حدود پنجاه میلیارد سال نوری. مجموعه کاملی از مطالعات مستقل از ناهمسانگردی پدیده‌های کیهانی مختلف صحبت می‌کنند - و بسیاری از آنها به منطقه‌ای از آسمان نزدیک به صورت فلکی کم‌نور Sextants اشاره می‌کنند. در کیهان شناسی، اصطلاح "محور شیطان" حتی ظاهر شد. با توجه به ارزش فعلی انبساط شتابان جهان، می توان اندازه سیاهچاله بزرگ را یک میلیارد سال نوری تخمین زد که جرم آن را 6 * 10^54 گرم یا میلیاردها تریلیون جرم خورشیدی می دهد - یعنی ، از زمان پیدایش تاکنون یک میلیارد برابر شده است! اما این اطلاعات را در مورد جرم سیاهچاله بزرگ نیز با میلیاردها سال تاخیر دریافت کردیم. در واقعیت، سیاهچاله بزرگ در حال حاضر بسیار بزرگتر است، اما گفتن چقدر دشوار است، تحقیقات بیشتری مورد نیاز است.

4. آیا می توان با کمک ابزارهای موجود، اگر نه خود LBH، پس حداقل نشانه های غیرمستقیم وجود آن را در این بخش از کیهان از چنین فاصله ای که این LBH در آن قرار دارد، مشاهده کرد؟ تحت چه شرایطی برای مطالعه مستقیم در دسترس خواهد بود؟

پس از مطالعه شتاب انبساط جهان و چگونگی بستگی آن به زمان، تکامل پارامترهای سیاهچاله بزرگ را تعیین خواهیم کرد. ناهمسانگردی اثرات کیهانی خود را در توزیع نوسانات CMB بر روی آسمان، در جهت گیری محورهای کهکشان ها و در تعدادی از پدیده های دیگر نشان می دهد. اینها همچنین روشهایی برای مطالعه سیاهچاله بزرگ از راه دور هستند. ما نیز مستقیماً آن را مطالعه خواهیم کرد، اما بعدا.

5. اگر بتوانیم به این BCH پرواز کنیم چه خواهیم دید؟ آیا می توان بدون خطر جانی در آن شیرجه زد؟ در زیر سطح آن چه خواهیم یافت؟

در مورد فضای داخلی سیاهچاله ها، حتی در کتاب های درسی نیز اطلاعات متناقض زیادی وجود دارد. بسیاری از مردم فکر می کنند که در لبه سیاهچاله ها مطمئناً توسط نیروهای جزر و مدی به نوارهای کوچکی از هم جدا خواهیم شد - حتی کلمه "اسپاگت کردن" نیز به وجود آمده است. در واقع، نیروهای جزر و مدی در لبه یک سیاهچاله بسیار بزرگ کاملا نامرئی هستند و بر اساس حل دقیق معادلات اینشتین، فرآیند عبور از مرز سیاهچاله برای ناظر در حال سقوط غیرقابل توجه است. من معتقدم که در زیر سطح سیاهچاله بزرگ، تقریباً همان جهان را خواهیم دید - آن کهکشان هایی که قبلاً در آن فرو رفته اند. تفاوت اصلی تغییر در عقب نشینی کهکشان ها به سمت همگرایی آنها خواهد بود: همه محققان توافق دارند که همه چیز درون یک سیاهچاله به سمت مرکز سقوط می کند.

6. اگر این سیاهچاله رشد کند، یک روز بقیه مواد را به درون خود می مکد. آن وقت چه خواهد شد؟

مرز سیاهچاله بزرگ تا مرز کیهان قابل مشاهده پیش خواهد رفت و سرنوشت آن دیگر ما را هیجان زده نخواهد کرد. و کیهان در داخل سوراخ وارد مرحله دوم چرخه خود می شود - زمانی که انبساط با انقباض جایگزین شود. هیچ چیز غم انگیزی در این وجود ندارد، زیرا انقباض تقریباً همان میلیاردها سال طول می کشد که برای گسترش طول کشید. موجودات هوشمند این چرخه کیهان تا ده ها میلیارد سال دیگر مشکلاتی را احساس خواهند کرد، زمانی که دمای تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی چنان افزایش می یابد که سیارات به دلیل گرمای آسمان شب بیش از حد گرم می شوند. شاید برای برخی بیگانگان که خورشیدشان غروب می کند، برعکس، نجاتی باشد، هرچند موقت - برای صد میلیون سال. هنگامی که جهان کنونی به چند سال نوری کوچک می شود، دوباره جرم خود را می ریزد و باعث انفجار بزرگ می شود. چرخه جدیدی از انبساط آغاز خواهد شد و سیاهچاله بزرگ تازه ای در مرکز کیهان ظاهر خواهد شد.

7. به نظر شما این رویداد (فروپاشی جهان به BCH) چه زمانی باید رخ دهد؟ آیا این فاصله زمانی برای همه چرخه های انبساط/فشرده سازی یکسان است یا می تواند تغییر کند؟

من فکر می کنم که چرخه های کیهان شناسی دوره خاصی را با دقت خوبی دنبال می کنند که مربوط به کل جرم و انرژی کیهان است. دشوار است که بگوییم دقیقاً در چه مرحله ای از چرخه خود هستیم - برای این کار ما نیاز به ساخت مدل های کیهانی خاصی با تعداد معینی از باریون ها، سیاهچاله ها، امواج گرانشی و سایر انواع تابش داریم. چه زمانی لبه سیاهچاله بزرگ در حال رشد ما را فرا خواهد گرفت؟ محاسبات نشان می دهد که مطمئناً وارد رژیم انبساط ابرشورایی خواهد شد - این تئوری نسبیت را نقض نمی کند، زیرا مرز سیاهچاله یک جسم مادی نیست. اما این سرعت فوق‌العاده به این معنی است که مواجهه ما با این مرز سیاهچاله بزرگ می‌تواند در هر لحظه اتفاق بیفتد - ما نمی‌توانیم نزدیک شدن آن را از روی برخی از مشاهدات محدود به سرعت نور تشخیص دهیم. برای جلوگیری از وحشت، تکرار می‌کنم: من هیچ چیز غم انگیزی در این نمی‌بینم، اما کیهان‌شناسان متوجه خواهند شد که چگونه انتقال به قرمز کهکشان‌های دور به آبی تغییر می‌کند. اما برای این، نور آنها باید زمان داشته باشد تا به ما برسد.

8. چه داده های مشاهده ای و نظری به نفع مدل کیهانی ارائه شده توسط شما صحبت می کند یا شاید حتی آن را اجباری می کند؟

معادلات کلاسیک فریدمن بر اساس اصل همسانگردی و همگنی است. بنابراین، کیهان شناسی متعارف، در اصل، نمی تواند اثرات ناهمسانگردی را که بسیاری از ناظران در مورد آن صحبت می کنند، در نظر بگیرد. معادلات اصلاح شده فریدمن به دست آمده در مقاله Vasilkov and I در سال 2018 شامل اثرات ناهمسانگرد است زیرا سیاهچاله بزرگ در جهت خاصی است. این امکان را برای مطالعه این اثرات باز می کند که خود نظریه را نیز تایید می کند. ما در حال ساختن کیهان‌شناسی جدیدی نیستیم، ما به سادگی چشمه‌های دینامیکی گمشده را در کیهان‌شناسی کلاسیک به خوبی توسعه‌یافته که در اواسط قرن بیستم پدیدار شد، وارد می‌کنیم، که با کار گامو و گروهش شروع شد. ما این کیهان شناسی کلاسیک را با تبدیل آن به بخشی از فیزیک معمولی احیا می کنیم. اکنون هیچ فرضی در مورد گرانش کوانتومی، در مورد ابعاد فضایی اضافی و موجودات تاریک مانند "تورم"، "انتقال فاز خلاء"، "انرژی تاریک" و "ماده تاریک" ندارد. این تنها در چارچوب نظریه کلاسیک و آزموده شده گرانش اینشتین کار می کند و تنها از اجزای شناخته شده کیهان مانند سیاهچاله ها و امواج گرانشی استفاده می کند. از آنجایی که پدیده های مشاهده شده را به خوبی توضیح می دهد، این امر آن را کاملاً اجباری می کند - طبق اصول علم. مدل های کیهان شناسی زیادی وجود دارد، اما واقعیت یکی است. کیهان شناسی کلاسیک احیا شده به طرز چشمگیری ظریف و ساده است، به همین دلیل است که من معتقدم راه واقعی وجود جهان را آموخته ایم.

ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. COMBES

بیایید سعی کنیم ساعت را به عقب برگردانیم. قبل از شروع زندگی، قبل از زمین، قبل از تولد خورشید و تشکیل کهکشان ها، قبل از اینکه نور شروع به باریدن کند، اتفاق افتاد. و این 13.8 میلیارد سال پیش بود.

اما قبلش چی؟ بسیاری از فیزیکدانان استدلال می کنند که اصلاً "قبل" وجود ندارد. آنها معتقدند که زمان خود در لحظه انفجار بزرگ آغاز شده است و هر آنچه قبل از آن اتفاق افتاده است در حوزه علمی نمی گنجد. بر اساس این دیدگاه، ما هرگز نخواهیم توانست درک کنیم که واقعیت قبل از بیگ بنگ چه بوده است، از چه اجزایی تشکیل شده است و چرا اتفاق افتاده و جهان ما را به وجود آورده است.

اما دانشمندانی هستند که با قراردادها بیگانه هستند و موافق نیستند. این افراد در حال ساختن نظریه‌های پیچیده‌ای هستند که نشان می‌دهد در لحظه زودگذر قبل از انفجار بزرگ، تمام انرژی و جرم جهان نوپا به یک دانه‌ای متراکم غیرواقعی، اما کاملاً محدود تبدیل شده است. می توانید آن را "دانه یک واقعیت جدید" بنامید.

این فیزیکدانان عجیب و غریب بر این باورند که دانه به طور غیرقابل تصوری کوچک بوده است، احتمالاً تریلیون ها بار کوچکتر از هر ذره بنیادی قابل مشاهده توسط انسان. و با این حال، این دانه بود که انگیزه ای برای ظهور هر چیز دیگری شد: ذرات دیگر، کهکشان ها، منظومه شمسی ما و مردم. اگر واقعاً می خواهید هر چیزی را ذره خدا بنامید، این دانه بهترین نامزد برای چنین نامی است.

و این بذر چگونه پدید آمد؟ ایده ای که توسط نیکودیم پوپلوسکی از دانشگاه نیوهون ارائه شد، این است که بذر واقعیت ما از کوره اولیه سیاهچاله سرچشمه گرفته است.

بازتولید چندجهانی

قبل از کاوش عمیق‌تر، ارزش درک این را دارد که در سال‌های اخیر، بسیاری از علاقه‌مندان به این موضوع به این نتیجه رسیده‌اند که جهان ما از جهان تنها فاصله زیادی دارد. ممکن است این تنها بخش کوچکی از چندجهانی وسیع باشد، یکی از گوی های نور در آسمان واقعی شب.

هیچ کس نمی داند این جهان ها چگونه به یکدیگر متصل هستند و آیا اصلاً چنین ارتباطی وجود دارد یا خیر. اگرچه بحثی که در این زمینه ایجاد می شود حدس و گمان و غیرقابل اثبات است، اما هنوز یک ایده جالب وجود دارد که می گوید دانه هر جهان بسیار شبیه به دانه یک گیاه است. قطعه کوچکی از ماده گرانبها، فشرده فشرده و در زیر یک پوسته محافظ پنهان شده است.

این به خوبی وقایع رخ داده در داخل سیاهچاله را توضیح می دهد. همه سیاهچاله ها بقایای ستارگان غول پیکری هستند که سوختشان تمام شده و هسته آنها فروریخته است. وقتی نیروهای گرانش همه چیز را با قدرتی نفس گیر و روزافزون فشرده می کنند. سپس دما به 100 میلیارد درجه افزایش می یابد، اتم ها از هم می پاشند و الکترون ها تکه تکه می شوند. و سپس این فرنی حتی بیشتر کوچک می شود.

حالا ستاره سیاه چاله است. و این بدان معنی است که نیروی جاذبه آن چنان عظیم است که حتی یک پرتو نور نیز نمی تواند از آن فرار کند. مرز بین قسمت های بیرونی و داخلی سیاهچاله را افق رویداد می نامند. تقریباً در مرکز هر کهکشان، از جمله راه شیری ما، اگر دقت کنید، می توانید سیاهچاله های عظیمی را بیابید که میلیون ها برابر بزرگتر از خورشید ما هستند.

سوالات بی ته

با استفاده از نظریه انیشتین برای تعیین آنچه در انتهای سیاهچاله اتفاق می افتد، قطعاً با مفهوم تکینگی مواجه خواهیم شد که بر اساس آن، یک نقطه بی نهایت متراکم و بی نهایت کوچک وجود دارد. و این در تضاد با خود طبیعت است که در آن بی نهایت ها وجود ندارند... مشکل در همان فرمول های انیشتین نهفته است که برای محاسبات مربوط به بیشتر فضا-زمان ایده آل هستند، اما اصلاً در مقیاس کوانتومی کار نمی کنند. نیروهای باورنکردنی که بر تولد کیهان ها حکومت می کنند و درون سیاهچاله ها زندگی می کنند.

فیزیکدانان نظری مانند دکتر پوپلاوسکی استدلال می کنند که ماده در سیاهچاله به نقطه ای می رسد که دیگر نمی توان آن را فشرده کرد. این دانه کوچک مانند یک میلیارد ستاره وزن دارد، اما برخلاف تکینگی، هنوز کاملا واقعی است.

پوپلوسکی معتقد است که انقباض متوقف می شود، زیرا سیاهچاله ها بسیار سریع می چرخند و احتمالاً در این چرخش به سرعت نور می رسند. و این دانه کوچک و سنگین را که دارای پیچش محوری غیر واقعی، فشرده و پیچ خورده است، می توان به چشمه ابلیس از یک جعبه دمنده تشبیه کرد. ناگهان این دانه می تواند جوانه بزند و این کار را با یک پاپ قدرتمند انجام دهد. چنین مواردی بیگ بنگ یا همان طور که پوپلوسکی ترجیح می دهد، بیگ بنگ نامیده می شود.

به عبارت دیگر، ممکن است معلوم شود که سیاه چاله تونلی است بین دو جهان، با یک سر. که به نوبه خود به این معنی است که اگر در یک سیاهچاله بیفتید، بلافاصله خود را در جهان دیگری خواهید یافت (به طور دقیق تر، آنچه از شما باقی خواهد ماند). آن جهان دیگر هیچ ربطی به جهان ما ندارد. یک سوراخ فقط یک حلقه اتصال است، مانند یک ریشه مشترک که از آن دو درخت رشد می کنند.

پس در مورد همه ما، در دنیای خانه خود چه می شود؟ ما ممکن است فرزندان یک جهان بزرگ دیگر، قدیمی تر باشیم. بذری که در سیاهچاله جهان مادر شکل می‌گیرد می‌توانست 13.8 میلیارد سال پیش یک بازگشت بزرگ داشته باشد، و در حالی که جهان ما از آن زمان به سرعت به گسترش خود ادامه داده است، ممکن است ما همچنان فراتر از افق رویداد سیاه‌چاله وجود داشته باشیم.

یک فرضیه کاملاً باورنکردنی توسط دانشمندان آمریکایی ارائه شده است که کل جهان گسترده ما در داخل یک سیاهچاله غول پیکر قرار دارد. با کمال تعجب، چنین مدلی قادر است بسیاری از اسرار جهان را توضیح دهد.

نیکودم پوپلوسکی، فیزیکدان آمریکایی از دانشگاه ایندیانا، بنیانگذار یک نظریه نسبتاً غیرمعمول در مورد ساختار جهان ما است. طبق این نظریه، کل جهان ما در داخل یک سیاهچاله غول پیکر قرار دارد که به نوبه خود در یک جهان فوق العاده بزرگ قرار دارد.

این فرضیه به ظاهر غیر معمول می تواند بسیاری از ناسازگاری های موجود در نظریه مدرن جهان را توضیح دهد. پوپلوسکی یک سال پیش نظریه خود را ارائه کرد و اکنون آن را اصلاح کرده و به طور قابل توجهی گسترش داده است.

سیاه چاله - ورودی تونل فضا-زمان

در مدل ساخت کیهان که توسط فیزیکدان آمریکایی ساخته شده است، این فرض به عنوان یک فرض در نظر گرفته شده است که سیاهچاله ها
ورودی کرمچاله های اینشتین-روزن، یعنی تونل های فضایی است که بخش های مختلف فضا-زمان چهار بعدی را به هم متصل می کند.

در این مدل، سیاه چاله توسط یک تونل به پاد پاد خود یعنی White Hole که در انتهای دیگر تونل زمان قرار دارد متصل می شود. در داخل کرم چاله با چنین ساختاری از کیهان است که انبساط دائمی فضا مشاهده می شود.

اکنون پوپلوسکی به این نتیجه رسید که جهان ما فضای داخلی این تونل است که سیاه و سفید چاله ها را به هم متصل می کند. چنین مدلی از کیهان بیشتر مشکلات غیر قابل حل کیهان شناسی مدرن را توضیح می دهد: ماده تاریک، انرژی تاریک، اثرات کوانتومی در تجزیه و تحلیل گرانش در مقیاس کیهانی.

نویسنده این نظریه برای ساخت مدل خود از یک دستگاه ریاضی ویژه - نظریه پیچش استفاده کرد. در آن فضا-زمان به صورت یک پرتو منفرد ظاهر می شود که تحت تأثیر انحنای گرانشی فضا-زمان می پیچد. این انحناها را می‌توان حتی با ابزار مشاهده ناقص ما در سطح جهانی تشخیص داد.

دنیای واقعی چگونه است؟

بنابراین، در دنیای اطراف ما، هر کس تنها چیزی را می بیند که در دسترس حواسش است، به عنوان مثال، حشره ای که روی بالون می خزد، آن را صاف و بی پایان احساس می کند. بنابراین، تشخیص پیچش فضا-زمان انعطاف پذیر بسیار دشوار است، به خصوص اگر در این بعد باشید.

البته چنین مدلی از ساختار کیهان فرض می کند که هر سیاهچاله در جهان ما دروازه ای به جهان دیگر است. اما اصلاً مشخص نیست که چه تعداد "لایه"، همانطور که پوپلوسکی آنها را می نامد، در جهان بزرگ-N-زمان-بزرگ-بزرگ-که سیاهچاله ما با جهان ما در آن قرار دارد وجود دارد.

فرضیه باورنکردنی تایید شد

آیا واقعاً می توان چنین فرضیه باورنکردنی را با چیزی تأیید کرد؟ نیکودم پوپلوسکی معتقد است که این امکان پذیر است. به هر حال، در جهان ما، همه سیاهچاله ها و ستاره ها می چرخند. با استدلال منطقی، باید دقیقاً در جهان فوق العاده یکسان باشد. این بدان معناست که پارامترهای چرخش جهان ما باید با پارامترهای سیاه چاله ای که در آن قرار دارد باشد.

در این حالت، بخشی از کهکشان های مارپیچی باید به سمت چپ بپیچد و قسمت دیگر از نظر مکانی مخالف باید به سمت راست بپیچد. و در واقع، طبق داده های رصدی مدرن، بیشتر کهکشان های مارپیچی به سمت چپ پیچ خورده اند - "چپ دست"، و قسمت دیگر، مخالف جهان قابل مشاهده، برعکس است - بیشتر کهکشان های مارپیچی به سمت چپ پیچ خورده اند. حق

فیزیکدانان پیشنهاد می کنند که جهان ما در داخل یک سیاهچاله وجود دارد 21 نوامبر 2014

همان طور که بحث کردیم. و اکنون معلوم می شود که نظریه ای ظاهر شده است که بر اساس آن استدلال می شود که جهان ما در داخل یک سیاهچاله وجود دارد.

این نظریه عجیب که فیزیکدانان دهه ها روی آن کار کرده اند، ممکن است سوالات زیادی را روشن کند که نظریه معروف بیگ بنگ نمی تواند به آنها پاسخ دهد.

طبق تئوری بیگ بنگ، قبل از اینکه کیهان شروع به انبساط کند، در حالت منفرد بود - یعنی غلظت بی‌نهایت بالایی از ماده در یک نقطه بی‌نهایت کوچک در فضا وجود داشت. این نظریه به ما اجازه می‌دهد که توضیح دهیم، برای مثال، چرا ماده فوق‌العاده چگال کیهان اولیه شروع به گسترش در فضا با سرعتی فوق‌العاده کرد و اجرام آسمانی، کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را تشکیل داد.
اما در عین حال تعداد زیادی سوال مهم را بی پاسخ می گذارد. چه چیزی باعث خود بیگ بنگ شد؟

منبع ماده تاریک مرموز چیست؟

این نظریه که جهان ما درون یک سیاهچاله قرار دارد، می تواند پاسخی برای این سوالات و بسیاری از سوالات دیگر ارائه دهد. و علاوه بر این، اصول دو نظریه مرکزی فیزیک مدرن را ترکیب می کند: نظریه نسبیت عام و مکانیک کوانتومی.

نسبیت عام جهان را در بزرگترین مقیاس توصیف می‌کند و توضیح می‌دهد که چگونه میدان‌های گرانشی اجرام عظیمی مانند خورشید فضا-زمان را منحرف می‌کنند. و مکانیک کوانتومی جهان را در کوچکترین مقیاس - در سطح یک اتم - توصیف می کند. به عنوان مثال، یک ویژگی مهم ذرات مانند اسپین (چرخش) را در نظر می گیرد.

ایده این است که اسپین ذره با زمان کیهانی برهمکنش می کند و به آن خاصیتی به نام «پیچ خوردگی» می دهد. برای درک اینکه پیچش چیست، زمان کیهانی را به عنوان یک میله انعطاف پذیر تصور کنید. خم شدن میله نماد انحنای زمان کیهانی است و پیچش - پیچش فضا-زمان.
اگر میله بسیار نازک است، می توانید آن را خم کنید، اما دیدن پیچ خوردگی یا نبودن آن بسیار دشوار خواهد بود. پیچش فضا-زمان را می توان تنها در شرایط شدید مشاهده کرد - در مراحل اولیه وجود کیهان، یا در سیاهچاله ها، جایی که خود را به عنوان یک نیروی دافعه در مقابل نیروی گرانشی جاذبه ناشی از انحنا نشان می دهد. فضا-زمان

همانطور که از نظریه نسبیت عام بر می آید، اجرام بسیار پرجرم با افتادن در سیاهچاله ها به وجود خود پایان می دهند - مناطقی از فضا که هیچ چیز، حتی نور، نمی تواند از آنها فرار کند.

در همان ابتدای پیدایش کیهان، جاذبه گرانشی ناشی از انحنای فضا از نیروی دافعه پیچش فراتر خواهد رفت و در نتیجه ماده فشرده می شود. اما پس از آن پیچش قوی تر می شود و شروع به جلوگیری از فشرده شدن ماده به یک چگالی نامحدود می کند. و از آنجایی که انرژی قابلیت تبدیل شدن به جرم را دارد، سطح بسیار بالای انرژی گرانشی در این حالت منجر به تولید ذرات شدید می شود که باعث افزایش جرم درون سیاهچاله می شود.

بنابراین، مکانیسم چرخش، توسعه یک سناریوی قابل توجه را نشان می دهد: هر سیاهچاله باید جهان جدیدی را در درون خود ایجاد کند.

اگر این نظریه درست باشد، پس ماده ای که جهان ما را تشکیل می دهد نیز از جایی بیرون آورده شده است. سپس ما
کیهان نیز باید در داخل سیاهچاله ای شکل بگیرد که در جهان دیگری وجود دارد که همان «والد» ماست.

در این حالت حرکت ماده همیشه فقط در یک جهت اتفاق می افتد که جهت زمان را تضمین می کند که ما آن را حرکت رو به جلو درک می کنیم. بنابراین، پیکان زمان در جهان ما نیز از جهان "والد" به ارث رسیده است.

اینجا در موردش صحبت کردیم و اینجا بررسی کردیم و یاد گرفتیم اصل مقاله در سایت موجود است InfoGlaz.rfپیوند به مقاله ای که این کپی از آن ساخته شده است -