AR DIDYSIS SPROGIMAS BUVO TIK JUODOJI SKYLĖ?

Send

Fraseris „Klausia kosminio plano“, daktaras Paulas Mattas Sutteris - kodėl mes vadiname Didįjį sprogimą išskirtinumu, kai mes taip pat vadiname juodųjų skylių išskirtinumą?

Visata alsuoja sutapimais. Arba „Pac Man“ ūko arba „Wizard“ ūko forma. Arba kaip „Force Awakens“ siužetas ir kas kitas filmas „Žvaigždžių karai“, sutapimų yra visur.

Bet čia yra gana keistas sutapimas, kuris susijęs su pačios Visatos prigimtimi. Sekite kartu su manimi čia.

Panagrinėkime juodąsias skylutes, šią temą, apie kurią mes daug kartų kalbėjome šiame kanale. Jei pakankamai žiūrėjote mūsų vaizdo įrašus, žinote, kad juodoji skylė yra kosmoso sritis, kurioje materija ir energija buvo sutrinti taip tankiai, kad gravitacinis pabėgimo greitis viršija šviesos greitį.

Mes nežinome, kokios yra didžiulės juodosios skylės, tačiau gali būti, kad jos suskilo į be galo tankų regioną, vadinamą išskirtinumu.

Išskirtinumas, išskirtinumas ... kur mes girdėjome šį žodį anksčiau? Išskyrus Ray Kurzweilą ir jo įgulą techninių pažiūrų.

Tas žodis iškyla, kai aptariame Visatos formavimąsi; Didysis sprogimas. Pradžioje, prieš 13,8 milijardo metų, visa Visatoje visa buvo susmulkinta į begalinio tankio regioną. Ir tada per sekundės dalį viskas išsiplėtė į išorę.

Astronomai šį begalinio tankio regioną vadina Didžiojo sprogimo išskirtinumu.

Tai negali būti tik sutapimas, tiesa? Tai tas pats žodis. Tai yra tas pats žodis!

Ar didžiojo sprogimo išskirtinumas buvo tikrai didelis juodosios skylės išskirtinumas? Juodoji skylė, kurios viduje yra visa Visatos masė?

Prisipažinsiu, šis klausimas šiek tiek viršija mano darbo užmokestį. Norėdami išsamiai paaiškinti mokslą, maniau, kad įvesiu skambučio aparatą. Dr. Paulas Mattas Sutteris yra Ohajo valstijos universiteto ir Triesto astronomijos observatorijos astrofizikas.

Paulius specializuojasi kosminėse tuštumose, jis taip pat žino daug ir apie Didįjį sprogimą, ir apie juodąsias skyles. Aš pasiekiau Paulių jo klausiamojo klausiamojo klausiamojo klausiamojo rinkinio rinkinyje ir įmečiau šį skambesį tiesiai į jį.

Sveiki, Pauliau, kuo skiriasi išskirtinumas, kuris suformavo Didįjį sprogimą, nuo juodosios skylės išskirtinumo?

1. Ar visa Visata pradėjo nuo tikrai masyvios juodosios skylės?
Paulius: Ačiū, Freizeri. Taigi, kai mes žiūrime į išskirtinumus, svarbu nepamiršti, kas yra išskirtinumas. Ypatumas yra begalinio tankio vieta, ir tai tikrai nėra dalykas. Tai tiesiog reiškia, kad suskaidė matematika, kurią naudojame aprašydami dalyką. Kaip ir sulaukdami begalės atsakymų, kai bandome apskaičiuoti, kas vyksta. Kiek mes žinome, tokie dalykai, tokie matematikos pažeidimai, vyksta dviejose vietose. Vienas jų yra juodosios skylės centre, kur daiktai suspaudžiami tiek, kad nebegalime sekti matematikos, o kitas laikas yra pačioje ankstyvojoje visatoje, kai visa visata yra susmulkinta į tokią mažą tūrį. esant tokiam dideliam tankumui, kad nebegalime sekti matematikos. Tai yra vienintelis dalykas, kurį jie turi bendro - kad yra išskirtinumas, o tai reiškia, kad mes nebegalime atlikti matematikos.

Paulius: Ir nors jie yra vienodi, jie yra labai, labai skirtingi. Juodosios skylės išskirtinumas yra erdvėlaikio taškas - kaip jūs gyvenate visatoje ir galite nurodyti - yra tas išskirtinumas, kaip ten, ten, ten ar ten. Tai visatos gabalas, įterptas į didesnę visatą, tuo tarpu Didžiojo sprogimo išskirtinumas yra visa visata. Skirtingas dalykas, kai visa visata sutankinama tokiu neįtikėtinai dideliu tankiu, kad mūsų matematika nebegali to sekti.

2. Kodėl ankstyvoji visata tiesiog nesugriuvo į juodąją skylę?
Paulius: O, tai labai geras klausimas, Fraser. Jūs galvojate apie šiuos nepaprastai didelius tankumus ankstyvojoje visatoje, ir natūralu susimąstyti, kodėl jis elgėsi ne taip, kaip juodoji skylė elgiasi ir nugrimzta į be galo tankią vietą - kodėl net nerimauti plečiantis? Ir čia svarbu atsiminti, kuo skiriasi juodosios skylės nuo ankstyvosios visatos. Abiem atvejais mes naudojame bendrą reliatyvumą - tai yra sunkio dėsniai - jie valdo šių sistemų įstatymus. Bet skirtinguose scenarijuose naudojame tą patį lygčių rinkinį. Mes naudojame juos įvairiems dalykams apibūdinti. Juodoji skylė yra ypatingas Einšteino bendrojo reliatyvumo lygčių sprendimas. Šis sprendimas atsiranda uždavus klausimą „Jei aš ten imu krūvą daiktų ir sutankinu iki neįtikėtinai didelio tankio, kas nutinka?“ Atsakymas yra tas, kad jūs gaunate išskirtinumą, apsuptą įvykio horizonto. Tai yra vienas iš konkrečių to scenarijaus matematikos sprendimų rinkinio.

Paulius: Tačiau ankstyvojoje visatoje turime kitokį sprendimą - vyksta kitas dalykas. Tai kitokia visata. Juodosios skylės sprendimas yra statinis - jis fiksuotas, nesikeičia su laiku. Tai yra matematikos prielaida. Tačiau ankstyvojoje visatoje viskas keičiasi. Tai yra kitoks klausimų rinkinys, į kurį bandome atsakyti, kai taikome bendrąjį reliatyvumą ankstyvajai visatai: „Jei aš tolygiai užpildau visą visatą daugybe dalykų, ką daro visa visata?“ Tai yra kitoks nei klausimas, kurį užduodame apie juodąsias skyles, todėl gauname kitokį atsakymą. Taigi, nors ir turime tą neįtikėtinai didelį tankį, tai apibūdinantis matematinis sprendimas, nes mes aprašome Visatos laiko evoliuciją, gauname kitokius atsakymus, nei gauname už juodosios skylės bitus. O kai kalbame apie ankstyvąją visatą - kai ją tolygiai užpildote krūva medžiagų ir paklausite, kas gi atsitiko visatai, yra tik du atsakymai. Arba visatoje esanti medžiaga susmulkėja ir susitraukia, arba visatoje esantys daiktai sukelia visatos plėtrą. Ir tai priklauso nuo to, iš ko yra pagaminta visata, ir pasirodo, pakankamai patogu, kad visata yra pagaminta iš tokių daiktų, kurie verčia ją plėstis. Svarbus čia laiko evoliucijos komponentas - tai skirtumas tarp to, kas vyksta ankstyvojoje visatoje ir to, kas vyksta juodojoje skylėje.

3. Ar ankstyvojoje Visatoje galėjo susidaryti juodosios skylės, nes jos tankis yra toks didelis?
Paulius: O taip, labai protingas, Fraser. Matau, kur eini su tuo. Esant neįtikėtinai dideliam tankiui, jums įdomu, gal mažas visatos gabalas atsirėmė ir padarė juodąją skylę. Gal tomis ankstyvomis mikrosekundėmis. Ir kodėl gi negalėjo ta juodoji skylė išsiplėsti sunaudoti likusią visatos dalį? Ir čia svarbiausia ne apie tankį, o apie tankio skirtumus. Juodoji skylė nuo manęs skiria tai, kad ji yra tankesnė nei aš, arba bent jau aš to tikiuosi. Būtent tai daro juodąją skylę. Jis yra daug tankesnis nei aplinka. Bet tam, kad susidarytum tą juodąją skylę, reikėjai turėti šiek tiek papildomų daiktų, pavyzdžiui, kišenėje, pavyzdžiui, papildomą dujų debesį ar žvaigždę, šiek tiek didesnį tankį nei įprasta. Tuomet gravitacija gali veikti ir pradėti traukti daugiau daiktų, dar daugiau daiktų ir dar daugiau, kurti ir statyti, kol gausite gravitacinį griūtį, vedantį į juodąją skylę.

Paulius: Tačiau ankstyvoje visatoje viskas buvo vienoda. Gravitacijos skirtumų nebuvo. Taip, tai buvo neįtikėtinai didelis tankis, tačiau jei jus būtų galima ten nugabenti ir iš tikrųjų išgyventi, niekur nepajustumėte gravitacinio traukos, nes kiekviena kryptis yra vienodo tankio. Jus supa tas pats daiktų kiekis visomis kryptimis - nėra gravitacijos. Visa tai panaikina vienas kitą. Taigi nėra galimybės susidaryti juodosios skylės, nes kuri nors viena Visatos dėmė nėra tankesnė už bet kurią kitą, todėl visa gravitacija išnyksta ir jūs nieko negaunate. Nėra juodųjų skylių - jie neateina į sceną daug vėliau, daug vėliau, visatos evoliucijos metu, ir iki to laiko Visata yra tokia didelė, juodosios skylės negali paveikti visos evoliucijos.

4. Šiuo metu visata plečiasi - ar ji kada nors žlugs?

Paulius: Taip, daugybė astrofizikų ir kosmologų dėl šio dešimtmečio jaudinasi - galvojome, kad taip, galbūt visata dabar plečiasi, bet galbūt jame yra šiek tiek per daug daiktų - galbūt ta plėtra sulėtės, sustos ir tada atvirkščiai, ir tada mes galėtume patekti į šį didžiulį didžiojo krizės scenarijų, priešingą Didžiajam sprogimui.

Paulius: Tačiau paaiškėja, kad čia yra tamsi energija, o tamsi energija verčia visatos plėtimąsi įsibėgėti, todėl ne tik visata kasdien didėja, bet ir kasdien auga. Ir tai, gerai, tas kinda sucks.

Skamba gana atvirai ir uždarai, tačiau šioje kelionėje yra dar daugiau. Jei paimtumėte visos Visatos masę ir energiją ir paverstumėte ją juoda skyle, ji turėtų beveik tokį patį tankį kaip pati Visata, o įvykių horizontas būtų didesnis nei stebima Visata.

Taigi ar tai reiškia, kad mes iš tikrųjų gyvename juodosios skylės viduje? Ar galėtume pasakyti skirtumą?