Comments 50
А темная материя это первородные черные дыры, темные - темные, гравитируют - гравитируют.?-)
На самом деле есть такая теория, в которой все описано как у вас. Если не ошибаюсь, такие первородные черные дыры в англоязычной литературе называют primordial black holes, изначальные авторы теории - советские учёные Новиков и Зельдович.
Одна из очень популярный теорий, кстати, имеющая право на жизнь. Просто эти дыры должны быть планковмких размеров и тогда они практически ни с чем не взаимодействуют, показывая практически все необходимые свойства темной материи. Но таких дыр можно быть реально много. Более того, теория не видит препятствий для существования таких объектов, и даже немного странно, что их не обнаружено.
К сожалению всю идиллию портит тот факт, что внутри галактик наблюдаемая плотность темной материи получается очень низкой или нулевой. И в Солнечной системе она гораздо ниже, чем вокруг нашей же галактики, что очень странно - не ясно почему темная материя не просил не перемешивается с обычной, но и каким образом отделяется от неё. Ну, либо, мы просто чего-то важного ещё не знаем о её свойствах.
Будь проклята автозамена текста.
Просто эти дыры должны быть планковмких размеров
И по теории излучения Хокинга ЧД таких размеров должна очень быстро испаряться.
не ясно почему темная материя не просил не перемешивается с обычной, но и каким образом отделяется от неё.
Если правильно помню, то это объясняется тем, что на темную материю влияет только гравитация. другие силы на ТМ не влияют поэтому она не комкуется и не перемешивается с обычной. Благодаря гравитации + центробежной силе собирается больше на внешней части системы (солнечной, галактической, или на уровне скоплений галактик).
Планковская чёрная дыра на то и планковская, что испариться она может только излучив фотон с планковской длинной волны, который сам тутже превращается в чёрную дыру. Таким образом, в настоящее время считается что чёрные дыры планковских размеров стабильны.
Т.к. ЧД имеет массу, а фотон — нет, то для сохранения импульса необходимо излучение не одного, а пары фотонов. Таким образом энергия каждого будет меньше основного состояния в спекте масс ЧД, и такой фотон обратно сколлапсировать не сможет. Опять-таки коллапс одиночного фотона не возможен по тем же причинам, что и распад ЧД в единичный фотон. Для образования ЧД необходимо столкновение фотонов.
UPD И ещё один довод. Заведомо можно выбрать такую систему отсчёта, где фотоны, летящие к нам в глаз от монитора, имеют энергию превышающую планковскую. Но почему-то эти фотоны не превращаются в ЧД.
Планковская чёрная дыра может испариться только через излучение (создание) планковской чёрной дыры, т.е. она стабильна.
Если на ТМ влияют только силы гравитации, что внутри галактик и звёздных систем её должно много, а её не наблюдается. Например, в Солнечной системе её (по массе) совсем нет. Короче, там есть большие странности с распределением. На больших масштабах она ведёт себя как имеющая массу и взаимодействующая через гравитацию, а на малых её просто нет, то есть она избегает плотные (больше определённой плотности) скопления обычной материи.
Про планковские ЧД больше вопросов: они по идее должны испариться. Они вполне могут быть просто маленькими, размером с астероид к примеру. Я лично пока этой теории придерживаюсь. Она кстати так же объясняет многие моменты квазаров и бурный рост супер ЧД в центре галактик. Но к сожалению пока таких не нашли.
Не могут планковские дыры испариться, так как при испарении они должны отдать всю энергию, а энергии будут достаточно для создания планковской чёрной дыры. То или есть нужно вносить поправки в квантование излучения или планковские дыры стабильны. Ну, или они не могут образоваться по каким-то неизвестным причинам и всё равно нужно что-то подкручивать в квантовой физике.
С чего они не могут испариться? 1 фотон от, второй в, вот и нет ЧД. По сути конечно спор ниочем, планковские ЧД ещё пока никто не видел и не создавал (допустим в БАК), хотя по идее они там вполне могли возникнуть. Так что это пока в любом случае гадание на кофейной гуще.
Я ненастоящий сварщик, но у планковских ЧД длина волны меньше их горизонта событий. Поэтому все квантовые эффекты, включая распад, оказываются заперты внутри горизонта событий и объект стабилен. А эффекты, которые могли бы проявиться вне горизонта событий, должны иметь слишком высокие энергии и приводят или к формированию новой планковской ЧД или нарушают энергетический баланс и потому невозможны.
Как-то так.
Ну, да, так и есть. Если при излучении/распаде ЧД неизбежно образуется высокоэнергетический фотон с длиной волны меньше гравитационного радиуса и при этом длинна волны самой ЧД тоже меньше этого радиуса, то излучение будет невозможно и она будет совершенно стабильна.
А может 2 и более фотона, с дл. волны > гр. R. Там в квантовом мире вообще никто никому ничем не обязан. Глобально любая частица статистически образуется со своей антипарой в определенном объёме в определенный промежуток времени. Планковская ЧД ещё раз повторюсь объект очень гипотетический, при этом слабо возможный вариант, на грани фантастики. Мы бы эти Планковские ЧД наблюдали бы повсеместно если бы они были бы. Однако этого мы не наблюдаем.
Вот только область образования/туннелирования зависит от длины волны излучающего/распадающегося объекта. Длина волны планковской черной дыры меньше её горизонта событий. Наблюдать их сложно, так как все квантовые эффекты оказываются заперты за горизонтом событий. Сечение взаимодействия очень мало, чтобы обнаружить пополнение непосредственно в горизонт событий. В случае крайнего везения и поглощения массы, она её тут же испускает в виде света и снова превращается в планковскую ЧД. Остаётся только гравитация - потому и идеальный кандидат на ТМ.
при этом длинна волны самой ЧД тоже меньше этого радиуса, то излучение будет невозможно
Длина волны ЧД (как и любого объекта) обратно пропорциональна его массе 1/М. В то же время гравитационный радиус пропорционален М. Стало быть, чем больше дыра, тем меньше еë длина волны. Тогда (согласно вашему ошибочному утверждению) большие ЧД не излучают Хоукинга.
В общем что-то вы в этом и соседних комментариях немного пургу гоните.
Энергия может туннелировать на некоторое расстояние от черной дыры, т. е. ничего не мешает планковской черной дыре распасться на несколько частиц. Детали процесса, понятное дело, зависят от конкретной теории квантовой гравитации, однако существует общее правило: если частицы в начале и конце процесса, в принципе, взаимодействуют друг с другом, а сам процесс не противоречит законам сохранения, то он реально происходит.
Я когда-то занималась этой темой (это была дипломная работа). Суть в том, что планковские ЧД универсально взаимодействуют со всеми частицами (поглощая их и/или испуская в хоукинговском процессе). А это значит, что такая ЧД может быть универсальной промежуточной частицей в любых взаимодействиях элементарных частиц, т.е. быть в них по сути катализатором, например для распада протона. Ну или как минимум виртуальные квантовые ЧД должны давать вклад вообще во все мыслимые взаимодействия, (для посвящённых: во все пропагаторы и вершинные части).
Если коротко, что сечения взаимодействия там такие маленькие, что никакой мега-гипер-БАК их за квадралион-квинтильонов лет такой вклад не заметит. Занавес.
Ну и заодно расскажу, что у меня там исследовалось также взаимодействие в газе из планковских ЧД. Помимо гравитации между ними есть дополнительное взаимодействие за счёт квантового туннелирования массы из одной ЧД в другую.
БАК вообще ничего не замечает, замечают его детекторы. Если теория говорит что какое либо явление заметить невозможно то это крайне маловероятная теория, т.к. влияние на этот мир ничтожно в любом случае. А если не ничтожно то мы бы с высокой долей вероятности уже бы это заметили бы. Есть конечно малый вариант что мы не видим то что под носом у нас.
Мешает горизонт событий. Там все возможные эффекты туннелирования и излучения оказываются внутри горизонта.
Излучение Хокинга образуется за пределами горизонта событий.
На планковских размерах излучения Хокинга нет, так как оно само основывается на квантовых эффектах планковского размера и требует, чтобы размеры ЧД были кратно больше планковской длинны и не было значительной разницы между ЧД и её горизонтом событий. Что для макрообъектов так и есть - размер ЧД определяется горизонтом событий. Но по мере уменьшения размеров ЧД, как и любой другой объект, начинает приобретать свойства волны, включая длину волны, и начинаются чудеса: определяемый длинной волны "размер" ЧД перестаёт совпадать с определяемым её массой горизонтом событий. ЧД оказывается заметно меньше своего же горизонта событий, и все создаваемые ей квантовые эффекты оказываются "заперты" внутри этого горизонта. Но это в меру моего скудного понимания.
Но то, что современная квантовая физике не допускает излучения Хоккинга у планковских черных дыр - широко известный факт.
P.S. переписал комментарий в более связный текст
Хокинга нет, так как оно само основывается на квантовых эффектах планковского размера и требует, чтобы размеры ЧД были кратно больше планковской длинны и не было значительной разницы между ЧД и её горизонтом событий.
У планковской ЧД еë горизонт событий равен длины волны де Бройля просто по определению.
Но то, что современная квантовая физике не допускает излучения Хоккинга у планковских черных дыр - широко известный факт.
Что за ерунда. Спектр масс субпланковских ЧД дискретен. Характер спектра масс ЧД пропорционален √N, т.е. при росте размеров ЧД уровни становятся всё ближе,и спектр приобретает квази непрерывный вид.
Частота хокунговского излучения для субпланковских ЧД таким образом приобретает не сплошной, а "линейчатый" спектр аналогично тому, как это происходит в модели атома Бора. Но ничто не мешает субспланковским ЧД излучать и переходить на всë более низкие ступени массы.
На сегодня неизвестно, остаётся ли "огарок" в виде состояния ЧД с наименьшей массой в спектре, или же он тоже может распасться. Это вопрос напрямую связан с информационном парадоксом и может быть решëн только с ним вместе.
Не уверен, есть ли такая гипотеза, но прямо сейчас почему-то подумал, что темная материя может быть просто нереализованным потенциалом, скрытым в самом пространстве, именно поэтому реальная масса искажающая пространство, может выталкивать темную материю на края, насколько понимаю, теория струн именно с чем-то подобным и имеет дело, хотя могу и ошибаться, не особо знаком с теорией струн. Как пример, если в пакет положить тесто и закинуть под пресс, то масса пространства сконцентрируется под прессом, а само тесто (темная материя, скрытая в пакете), просто расползется по краям - конечно это чушь, и, скорее всего, такое сразу же отбросили, но как по мне, в моменте, имеет место быть, если наблюдаемый феномен, как пишут в статье реален, а не гипотетичен.
А пробовали расширение Вселенной объяснить ускорением времени? Если время ускоряется, то частота фотона падает - вот тебе и красное смещение.
Ускорение времени само по себе ненаблюдаема и ничего изменить не может. А если оно не само по себе, то это эквивалентно изменению базовых констант со временем и/или расстоянием. Именно вокруг этого и шум. Это может объяснить красное смещение, но не может объяснить все остальные эффекты, а потому лишняя сущность и не является верной теорией.
Ускорение времени само по себе ненаблюдаема и ничего изменить не может.
Это если "там" и "здесь" оно меняется одинаково. А если "здесь" быстрее, а "там" медленнее, то базовые константы остаются те же локально, но свет будет краснеть. Разве нет?
А ещё у вас наблюдаемая скорость света изменится и куча базовых физических констант, включая те, что влияют ядерный синтез в звездах, что может немного насторожить стороннего наблюдателя
Либо,если у вас скорость времени от точки в пространстве зависит, что свет краснеет не будет, так как будет лететь и осциллировать в "локальном времени", но тогда время становится ненаблюдаемо и нет смысла об этом даже думать.
Вот, что происходит, когда копирайтер не только не понимает, о чём он пишет, но ещё и русский язык не знает. Или это просто машинный перевод?
Чёй-та нельзя отрицать? А я вот отрицаю!
В принципе если расширить принцип МОНД на ЭМ поля (т.е. они тоже падают не как 1/r^2) - то теория "усталого света" может заиграть новыми красками.
Именно об этом идет речь в статье или нет? А то я через жепетешный перевод как-то не прорвался своей мыслью ...
Однако в итоге космологи посчитали критическую плотность Вселенной. Барионная (обычная, доступная прямым наблюдениям) материя даёт в эту плотность довольно малый вклад: лишь 4,54 %... Два других компонента дают гораздо больший вклад в плотность: тёмная материя 22,6 % и тёмная энергия 73 %.
Объясните, пожалуйста, почему подсчёте критической (или средней?) плотности Вселенной валят в одну кучу материю, создающую гравитацию, и тёмную энергию, которая создаёт антигравитацию? Первая "изгибает" пространство-время под геометрию Римана (положительная кривизна), вторая "разгибает" его под геометрию Лобачевского (отрицательная кривизна). Если Вселенная плоская - её средняя плотность равна критической, то надо отделять плотность материи от плотности энергии вакуума.
и тёмную энергию, которая создаёт антигравитацию?
Потому, что она не создаёт антигравитацию.
Дело в том, что искривление пространства и расширение пространства это разные вещи. Расширение пространства не изменяет его геометрию, две прямые как были параллельными, так и останутся, а расстояние между ними будет расти.
Тёмная энергия расширяет пространство, но так как она именно что энергия, она его при этом ещё и искривляет, подобно любой другой энергии или материи.
На самом деле, тёмной энергии даже не нужно быть какой магической силой со способностью расширять пространство. Единственное условие, это должно быть поле, чья энергетическая плотность постоянна по всему объёму вселенной. И просто при вводе такой сущности в уравнения ОТО они начинают предсказывать ускоренное расширение пространства. Тот самый лямбда член, только с протиположным знаком.
И что интересно, одно подобное поле уже открыто: Бозон Хиггса является квантом Поля Хиггса, которое, как предписывает Стандартная Модель, должно обладать постоянной ненулевой энергетической плотностью по всей Вселенной, чтобы она выглядела так, как мы её видим. Но к сожалению, "вклад" Поля Хиггса не может полностью объяснить наблюдаемые уровни тёмной энергии.
Вы всё правильно сказали, но понятнее не стало. Вопрос теперь такой: почему тёмную энергию вакуума наделяют противоположными по смыслу свойствами. Она и расширяет пространство, то есть проявляет свойство анти-гравитации, и одновременно искривляет пространство, то есть проявляет свойство гравитации, как обычная материя, энергия. По-моему, это классическое противоречие. Оно допустимо в квантовой физике - как понятие суперпозиции, но здесь явно не тот случай. Если от него избавиться, то можно избавиться и от необходимости введения тёмной материи.
avost, доктор физ-мат наук Артур Чернин с вами не согласен
Интересно. Думаю в старение света может быть просто по логике как это происходит на других примерах. Если фотон это частица волна, то есть солитон, то такой же солитон в воде это вихревое кольцо и он также движется перенося энергию, имея импульс и свойства твердого тела, но не бесконечно долго. Чем более плотная вязкая среда тем быстрее солитон теряет энергию и наоборот. Что если пространство тоже имеет вязкость? Ведь другие свойства жидкости в нем очень наглядно присутствуют
Ну знаете... если продолжить в том же духе, можно снова вернуться к эфиру, торсионным полям а там и до откровенной эзотерики не далеко. Да, в этом месте в науке пробел, его пытаются устранить с разных сторон. Сложно конечно, задачка как минимум на Нобелевку. Можно подзаработать?
Ошибочным был ряд представлений об эфирном ветре и газе в котором плавают тела. Современные аналоговые модели на основе жидкости работают совсем по другому. В них материей является вихрь, то есть пустота образованная движением среды, то же что возмущения пространства времени, и это даёт хорошие результаты и это считают перспективным.
~1020 миллионов световых лет
Откуда такие расстояния? Обычно сверхскопления галактики имеют размеры до миллиарда световых лет.
Теория Логунова дубль 2? https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Релятивистская_теория_гравитации
Все наблюдаемые гравитационные эффекты можно объяснить единой силой - тёмной энергии, которая локализована в войдах
Осталось всего ничего- объяснить:
1) Что за свойста этой энергии и какого именно рода эта энергия (поле или что?).
2) Что (какая частица( является носителем этой энергии.
3) Каким таким образом она "локализована". Это не волна? Не поле? Она не распространяется? Тогда что это? Вокруг чего именно она "локализована"?
4) Почему она "локализована" в "войдах". Там носители этой "энергии"? Тогда что это за носители?
5) Что такое "войды" и чем они так отличаются от остального пространства, что там "локализуется" тёмная энергия?
А так, да - отличная идея и всё сразу объясняет.
Осталось всего ничего- объяснить:
1) Что за свойста этой энергии и какого именно рода эта энергия (поле или что?).
2) Что (какая частица( является носителем этой энергии.
3) Каким таким образом она "локализована". Это не волна? Не поле? Она не распространяется? Тогда что это? Вокруг чего именно она "локализована"?
4) Почему она "локализована" в "войдах". Там носители этой "энергии"? Тогда что это за носители?
5) Что такое "войды" и чем они так отличаются от остального пространства, что там "локализуется" тёмная энергия?
А так, да - отличная идея и всё сразу объясняет.
Просто надо эти три сущности (т.э, т.м, гравитация) сократить до одной. В начале мы имеем инфлатон, после охлаждения он становится полем Хиггса - это скалярный конденсат то есть бесспиновая жидкость. Её можно сравнить с глюонной плазмой, где частицы имеют 3 степени поляризации, две степени отвечают за калибровочные поля (они нас не интересуют), третья продольная степень полязации переносят только импульс, то есть частицы могут сталкиваться (как глюоны например).
Вещество, конкретно заряды упорядочивают поляризуют эту плазму локально (локальная энтропия убывает хотя во вселенной наоборот возрастает) что эквивалентно охлаждению, например при электрокалористическом и магнитноколалистическом эффекте. Тепловое хатическое движение частиц инфлатона (потенциальная энергия) переходит в упорядочное вращательное движение на орбитале электрона или кварка (кинетическая энергия), новое устойчивое состояние, это когда шарик скатывается в ложбинку самбреро. Поле Хиггса имеет ненулевую энергию, частица берет эту потенциальная энергию превращает в массу покоя, если частицу ускорить придётся и глюоны ускорить, если тормозить, глюоны буду сопротивляться, - это инерция. Таким образом в вакууме образуется тепловой градиент, около вещества вакуум холодный, внутри войдов наоборот горячий (нагрет во время большого взрыва), на частицу находящиеся в этом градиенте температур из горячей области будут приходить бо́льшие импульсы чем из холодной, то есть частица будет двигаться в сторону вещества с ускорением свободного падения (аналогично энтропийной теории гравитации Верлинде). Пример: электрон в термопаре движется из горячей области в холодную из за больших импульсов (соударений) приходящих из горячей области. Так работает гравитация, это эмерджентная сила в отличии от калибровочных полей, нельзя сказать как действует один переносчик, а только их коллективное действие.
Почему инертная и тяготеющая массы равны? Банально, в первом случае частица действуем на поле, а во втором случае поле действует на частицу, эффективное сечение у частицы одно и то же.
Почему часы ближе к земле идут медленнее? Потому что вакуум около земли холоднее, многочисленные акты испускания и поглощения квантов в веществе протекают медленнее.
Короткоживущий мюон может долететь до земли, потому что летит вниз по градиенту.
Далее, тёмная энергия. Из выше сказанного становится понятно что в масштабе скоплений галактик (аттракторов) всё приталкивается, а в большем масштабе (репейллеров) всё расталкивается, вселенная раздувается с ускорением свободного падения. Как мы видим решена главная загадка тёмной энергии, - с расширением её плотность не падает, не нужно рождать новую тёмную энергию, просто вещество дрейфует вниз по градиенту энергии вакуума.
Далее, тёмная материя. Звезды на краю галактики вращаются быстрее расчётного. Известно что само пространство может увлекаться например в момент инфляции или вращаться вместе с чёрной дырой. Так же и галактика увлекает своё пространство во вращение, таким образом реальные скорости крайних звёзд на самом деле не такие большие. К тому же тепловой градиент вакуума на периферии галактики будет сильнее, плотность вещества там существенно больше. Или столкновение в "скоплении пуля", газ и пыль при этом сталкиваются (затормаживаются) а звезды пролетают дальше. Объяснение: звезды могут увлекать пространство из за своей массивности и размеров, а газ и пыль не могут
Сдаётся мне, что у вас будут возникать очень сильные эффекты в случае быстрого движения малой массы через пустое пространство. У вас движение вещества в пустоте и в условиях наличия массы (горячего вакуума) будут разные. Но есть джеты, вихри космического газа, оболочки звёд, сбрасываемые с околосветовыми скоростями, и прочее - вещество, быстро движущееся через "холодный" (по вашей терминологии вакуум) и там никаких странностей нет.
Осталось всего ничего- объяснить:1) Что за свойста этой энергии и какого именно рода эта энергия (поле или что?).2) Что (какая частица( является носителем этой энергии.3) Каким таким образом она "локализована". Это не волна? Не поле? Она не распространяется? Тогда что это? Вокруг чего именно она "локализована"?4) Почему она "локализована" в "войдах". Там носители этой "энергии"? Тогда что это за носители?5) Что такое "войды" и чем они так отличаются от остального пространства, что там "локализуется" тёмная энергия?
Эта ваша темная энергия - это вещество, экзотическое вещество, настолько экзотическое, что выглядит как поле, потому что не участвует по причине своих фундаментальных свойств в сильном взаимодействии, и точно участвует в гравитационном. Про остальные не в курсах. Называется оная материя - зеркальная материя, своего рода антиматерия, только не по признаку электрополя, а по признаку гравитации.
Подробнее можете почитать на Вики про элементарную частицу этой материи, там описывается теоритические измышлизмы на эту тему, и при том все строго по физическим законам разложено, но есть одно НО - постулируется в той гипотезе неэквивалентность гравитации и инерции, что с т.з. ОТО-СТО есть ересь. Ну так тем хуже для релятивизма : ) Называется та статья в Вики ЕМНИП "Экзотическая материя" или "Зеркальная". Найдете, надеюсь.
Локализована она в центрах войдов потому что по свойствам своим антагонистична обычной материи, т.е. проявляет свойства АНТИГРАВИТАЦИИ! Вот и собирается в местах наибольшего удаления от обычной материи, где действие отталкивания уравновешивается, т.е. в центрах войдов. Это же вам ответ и на 4 и5 пункт.
Если интересует, как ее можно обнаружить - то таки да, ее можно обнаружить, если смотреть на войды через гамма-телескопы. Интересный факт, подтверждающий данную гипотезу - со стороны войдов к нам не летит гамма- излучение, которое по логике должно бы до нас долетать от скоплений галактик на противоположных от нас сторонах войдов. При этом от скоплений ближних к нам галактик, не отделенных от нас войдами, оная гамма отлично долетает. Получается, войды непрозрачны для гамма-излучения. А ну-ка, догадайтесь с 3 раз, почему так получается. А вот что касаемо сверхтяжелых ТЗЧ, нарушающих теоретические ограничения на энергию таких частиц, все наоборот - все редкие, но таки зарегистрированные случаи - это прилет именно со стороны войдов. И снова догадайтесь с 3 раз, почему так.
В общем, вам домашнее задание до завтра, чтоб было время на подумать и ответить. А завтра продолжим. : )
И никто не вспомнил Горькавого @Gorkavyi
И вот такое как объяснить играми с константами?
Астрономы смоделировали параметры самой тусклой галактики — спутника Млечного Пути, описанной в 2023 году, и подтвердили, что она должна находиться в скоплении темной материи, которое в миллиард раз массивнее нее. Иначе она бы не выдержала воздействие приливных сил Галактики и не пережила бы даже один оборот по орбите.
https://naked-science.ru/article/astronomy/faint-galaxy-dense-dm
Может ли во Вселенной не быть тёмной материи? 5 фактов, которые нельзя отрицать