Comments 60
Фраза "чёрные дыры могут состоять из тёмной материи" создаёт неправильное представление о предмете статьи: форма фразы как бы намекает, что "тёмная материя" — это какое-то особое состояние вещества (аналогичная по построению фраза: "звёзды состоят из водорода").
Наверно, правильнее было бы сказать "тёмная материя спрятана в чёрных дырах".
И я хотел бы повторить вопрос, который уже задавал тут:
Допустим, ОТО неверна; или же ОТО верна, но мы что-то не учли, и ЧД образовываться не могут, а вместо этого просто образуются нейтронные звёзды большой плотности. Короче говоря, допустим, что тела радиусом менее критического бывают, но горизонт событий при этом не возникает.
Как можно проверить эту гипотезу (привет от Поппера)? Я так понимаю — и гравитационная линза, и аккреционный диск д.б. одинаковыми для ЧД с горизонтом событий и для нейтронной звезды той же массы. Или разница всё-таки будет, и её можно наблюдать? А наблюдали ли её уже в реальности?
Откуда берутся вспышки у НЗ (нейтронной звезды)?
Тут ниже говорят, что если не возникает ЧД — то будет кварковыая звезда, потом электрослабая звезда. Ну и очевидно, что глубина гравитационного колодца тут гораздо больше, чем у НЗ — так что вспышки могут гаситься гравитацией.
По идее, при падении достаточно больших тел на НЗ, КЗ или ЭсЗ должна возникать вспышка. Причём температура в месте удара д.б. пропорциональна глубине гравитационного колодца, а значит, вспышка должна вырваться наружу. А у ЧД поверхности нет, об ГС удариться невозможно. Хм-м-м, наверно, это и есть ответ на мой вопрос? Надо подумать...
тела радиусом менее критического бывают, но горизонт событий при этом не возникает
Тела радиусом менее критического, но без горизонта бывают и в ОТО. Для появления горизонта событий нужно, чтобы (в некоторых единицах) квадрат массы превышал сумму квадратов заряда и момента импульса. И если в появление существенно заряженного тела верится с трудом, то вот с вращением в космосе проблем нет, и подобные объекты скорее всего существуют. Грубо говоря, подобные объекты вращаются настолько быстро, что центробежная сила всё-таки позволяет материи (хотя бы фотонам) покинуть это тело, пусть и только в одном направлении и только с экваториальных областей.
Ну и можем ли мы на таком расстоянии определить — вращается ли чёрное тело (погасшая и сжавшаяся звезда) достаточно сильно?
Но я спрашивал про нормальный простейший случай — когда чёрное тело не вращалось перед коллапсом (или не-коллапсом). Т.е. рассмотрим некую большею звезду, которая не вращалась, осверхновилась, потом рухнула вовнутрь себя. Стала ли она чёрной дырой или нет?
Я как бы намекаю, что классическая механика — это первый член ряда Тейлора от СТО/ОТО.
Простите, а кто сказал, что ОТО не есть первый член ряда Тейлора от более правильной/точной теории? И не сработает ли второй член ряда Тейлора при приближении к критичному радиусу так, что ЧД не возникнет?
рассмотрим некую большею звезду, которая не вращалась, осверхновилась, потом рухнула вовнутрь себя. Стала ли она чёрной дырой или нет?
Это зависит от того, найдётся ли сила, способная уравновесить гравитацию.
Этой силой может быть давление вырожденного электронного газа (грубо говоря, принцип Паули запрещает электронам собираться в одном месте в одно время в количестве более двух. Размеры «одного места» и «одного времени» получаются из неопределенности Гейзенберга). Тогда получится белый карлик.
Гравитация может забороть электроны и вдавить их в протоны с образованием нейтронов. На нейтроны принцип Паули не действует, и их можно упаковать значительно плотнее. Тогда получится нейтронная звезда, её радиус совсем немного больше критического. Дальше могут существовать кварковые звёзды, если они успевают сформироваться — но мы пока таких не обнаружили. Ещё дальше может быть какая-нибудь уж совсем неведомая хрень далеко за гранью нашей сегодняшней науки, которая всё-таки остановит коллапс в чёрную дыру. Но — мы не знаем.
Проблема в том, что коллапс звёзд — не единственный механизм образования ЧД. Если в одном месте в одно время соберутся потусить несколько нейтронных звёзд (а в центрах галактик очень «многозвёздно», и они рано или поздно соберутся) — им даже не нужно сталкиваться, чтобы совместными усилиями «продавить дыру» в пространстве-времени и устроить себе закрытую вечеринку под горизонтом ЧД.
Ещё могут быть реликтовые ЧД. Плотность черных дыр падает с ростом массы, у самых больших известных ЧД плотность меньше плотности воды. Если при Большом Взрыве где-то образовалось просто достаточно большое облако газа, это облако могло сколлапсировать прямо в ЧД, вообще не проходя стадию какой-либо звезды. Просто опустив вуаль горизонта снаружи.
классическая механика — это первый член ряда Тейлора от СТО/ОТО.
Тут, конечно, не ряд Тейлора. В классической механике гравитационный потенциал — это скаляр, т.е. обычное действительное число. В СТО вообще нет гравитации, от слова совсем. Ну, не завезли. Эйнштейну понадобилось 10 лет, чтобы прикрутить гравитацию к СТО, и, правильно, результат называется ОТО.
В ОТО гравитационный суперпотенциал — это тензор. Ну, на пальцах можете считать, что это не одно число, а матрица 4х4 — но матрица симметричная, и независимых чисел там не 16, а всего 10. И одно из этих 10 таки да, в некоторых ситуациях совпадает с классическим потенциалом.
Простите, а кто сказал, что ОТО не есть первый член ряда Тейлора от более правильной/точной теории?
Попытки поправить этого еврейского выскочку Эйнштейна и придумать «более лучшую» теорию гравитации производятся тысячами в год вот уже скоро 102 года как. Плох тот студент-физик, который хотя бы не пытался что-то такое придумать.
Проблема в том, что все такие попытки не подтверждаются экспериментами, если до них вообще доходит. ОТО проверяли и проверяют и в хвост и в гриву, и пока известно очень мало ситуаций, где теория Эйнштейна лажает. И во всех таких местах предпочитают предположить наличие неведомой фигни (тёмной материи, тёмной энергии, Большого Взрыва и т.п.), а не поправлять дедушку Эйштейна
Потому что любая «более лучшая» теория относительности должна давать результат не хуже эйнштейновской, но при этом ещё давать какие-то несовпадающие с оригинальной ОТО предсказания (иначе она бесполезна). И пока что не получилось ни у кого.
Ну, точнее, есть старая как мамонты теория Эйнштейна-Картана — чуть ли не единственная, которая до сих пор не опровергнута экспериментами. В ней есть торсионные поля (поля кручения), Большой Отскок вместо Большого Взрыва, и никаких там вам сингулярностей внутри чёрных дыр. Всё как любят фрики. Правда, во всём остальном она полностью копирует стандартную ОТО. И чтобы её проверить, нужно или заглянуть внутрь чёрной дыры, или устроить второй Большой Взрыв (и посмотреть, не случится ли вместо него отскок). Мы как-то пока не очень представляем, как что-то подобное можно провернуть хотя бы теоретически.
ОТО не совместна со стандартной моделью квантовой механики, которая, в свою очередь, проверена и перепроверена миллионы раз своими экспериментами. Поженить их друг с другом и создать единую «теорию всего», квантовую теорию гравитации, пытаются лет 50 как сразу со всех сторон — и релятивисты, и квантовые физики, и космологи с астрофизиками. В современной науке это, пожалуй, задача №1 по важности, но пока нет.
Когда такую теорию создадут — она наверняка ответит и на ваш самый первый вопрос, про проверяемость.
На нейтроны принцип Паули не действует
Почему не действует? Фермион же, просто длина волны де Бройля меньше.
Потом электрослабые звезды, еще меньше чем кварковые. В них через принцип Паули останавливают сжатие W Z бозоны.
А потом ЧД.
Если в одном месте в одно время соберутся потусить несколько нейтронных звёзд (а в центрах галактик очень «многозвёздно», и они рано или поздно соберутся) — им даже не нужно сталкиваться, чтобы совместными усилиями «продавить дыру» в пространстве-времени и устроить себе закрытую вечеринку под горизонтом ЧД.
Вы говорите о горизонте событий как о каком-то самостоятельном явлении, в то время как данный горизонт ограничивает область с гарантированным явлением.
Звезды не могут оставаться звездами в этой области, т.к. и на их поверхности и в ядре и до горизонта событий изнутри света больше не будет, и все вектора скоростей направлены на столкновение. Также нет известной геометрии чтобы говорить о пространстве между объектами в этой зоне (не нужно сталкиваться).
2. Я не говорю, что горизонт событий есть некое самостоятельное явление. Если тупо разгоняться на звездолёте, то сзади него, с точки зрения звездолётчиков, тоже образуется горизонт событий, причём без всякой помощи гравитации. Для неподвижного наблюдателя никакого горизонта разумеется нет, так что это сугубо математический объект, зависящий от системы отсчёта.
3. Насчёт «света больше не будет» это вы зря. Правильный ответ: мы не знаем. Аналитические решения известны только для сферических коней в вакууме (газовых, пылевых), и, за очень редкими исключениями, отсутствуют для необладающих центральной симметрией начальных конфигураций. Так что вы абсолютно правильно пишете про «нет известной геометрии». Нет геометрии — не о чем говорить физике, точка.
PS. Ну, мы с вами друг друга поняли, я больше для других читателей ответил.
На нейтроны принцип Паули не действуетОй, а разве у нейтрона спин не такой же полуцелый, как и у электрона?
Тогда получится нейтронная звезда, её радиус совсем немного больше критического.Это смотря какой массы звезда.
Если в одном месте в одно время соберутся потусить несколько нейтронных звёзд — им даже не нужно сталкиваться, чтобы совместными усилиями «продавить дыру» в пространстве-времени и устроить себе закрытую вечеринку под горизонтом ЧД.Я вот тут спрашиваю — а возникнет ли горизонт событий? Его посчитали в приближении сферически симметричного коллапса — но устойчива ли такая симметричность?
Если при Большом Взрыве где-то образовалось просто достаточно большое облако газа, это облако могло сколлапсировать прямо в ЧДВы очень удивитесь, но наша довольно однородная Вселенная — сама по себе ЧД. Да собственно, любая однородная масса достаточно большого размера будет ЧД, ибо масса растёт как куб радиуса, и при достаточно большом радиусе масса окажется больше критической массы для этого радиуса.
Тут, конечно, не ряд Тейлора.Я думаю, Вы меня поняли.
Кстати, ньютонова механика как раз есть первый член разложения СТО.
В ОТО гравитационный суперпотенциал — это тензор. Ну, на пальцах можете считать, что это не одно число, а матрица 4х4Мне почему-то казалось, что там четырёхмерный тензор — 4х4х4х4, 256 членов. Но откуда я это взял — сходу не нашёл. Жду комментариев общественности.
Потому что любая «более лучшая» теория относительности должна давать результат не хуже эйнштейновской, но при этом ещё давать какие-то несовпадающие с оригинальной ОТО предсказания (иначе она бесполезна).Ага. И потом хорошо бы, чтобы эти различия были наблюдаемыми — речь не о принципиальной наблюдаемости (которую требует Поппер), а о реально достижимой наблюдаемости на существующей технике.
Тёмная материя — суть есть «потерявшаяся» масса, которая должна быть математически, но обнаружить не удаётся.
Мы плохо представляем себе сверхплотные состояния вещества. Эксперименты здесь пока невозможны, остаётся экстраполяция теории на запредельные плотности. Всё зависит от уравнения состояния кварк-глюонной плазмы, которые мы можем только предполагать. Грубо говоря для газа PV = RT, а для каши из кварков как?
Однако самые разные модели этой самой плазмы, даже самые экзотические, всё равно дают результат, что рано или поздно давления такой не хватит, чтобы противостоять гравитации. В этих результатах различается только минимальная нижняя граница массы возможной ЧД, но ЧД всё равно возникает.
Стоп-стоп-стоп!!!
ЧД — это не просто масса, сжатая внутрь сферы малого радиуса. ЧД — это такое сжатие массы, что возникает ГС (горизонт событий).
Откуда мы знаем про ГС, если его никто не видел и не щупал? Ну, от решения уравнений ОТО. (Есть формула критического радиуса, выведенная из ньютоновой формулы гравитации — когда 1я или 2я космическая скорость оказывается равна скорости света. И этот радиус чудесным точно совпадает с тем, что говорит нам ОТО — не просто по теории размерностей, но и безразмерная константа тоже совпадает. Вот только соображения, положенные в основу этой формулы — дурацкие, ибо у Ньютона скорость света никакого магического значения не имеет.)
Ну хорошо, а откуда мы знаем ОТО? Из наблюдений за прецессией орбиты Меркурия и некоторых других наблюдений. Вот только все эти наблюдения были сделаны для относительно умеренной гравитации — а мы экстраполируем выводы на сверхсильную гравитацию.
Тут вспоминается история с прогнозом "к середине 20-го века Лондон будет завален конским навозом по окна второго этажа".
Кстати, к кварк-глюонной плазме это тоже относится: в плане дальней экстраполяции недопустимо нельзя доверять никаким теориям. Это надо пощупать.
Вернёмся к исходному вопросу:
Вот есть осверхновившиеся звёзды, которые погасли и сжались. Как узнать — возник ли там ГС или нет? Если температура поверхности сильно ниже глубины гравитационного колодца — то такая звезда будет тёмной (не будет излучать практически ничего); как и настоящая ЧД с ГС. А как их можно различить (есть ГС или нет), если полететь туда и понаблюдать это вблизи невозможно, а есть только телескопы?
PS: Я ничего не утверждаю (ну, кроме неправомочности экстраполяций, непроверенных экспериментом). Я именно спрашиваю и поясняю суть вопроса.
PPS: Тут водятся странные люди. которые минусуют и ничего не возражают (наверно, им нечего возразить по сути, а махать банхаммером нравится). Вести дискуссию с ограничением "один пост в час" немного затруднительно.
Это видео центра нашей галактики.
Видно, что некоторые звёзды выписывают неслабые такие кренделя.
Единственная сила, которая может заставить так двигаться звезду — это гравитация.
Зная расстояния, времена и грубо — массу показанных на гифке звёзд, можно примерно вычислить массу центрального объекта, вокруг которого они «пляшут». А также его размеры.
При таких размерах и массе это заведомо, с большим запасом, может быть только чёрная дыра.
На данный момент это одно из двух прямых доказательств существования черных дыр.
Второе — это зарегистрированные гравитационные волны. Такую картинку, которую увидели на гравитационном телескопе, можно получить только при слиянии двух чёрных дыр.
Слова "Учёные не в первый раз предполагают, что чёрные дыры могут состоять из тёмной материи" скорее всего, должны звучать как-то вроде "Учёные не в первый раз предполагают, что чёрные дыры могут составлять основу тёмной материи", поскольку, чем бы эта самая тёмная материя ни оказалась, чёрные дыры по определению состоят из тёмной материи.
P.S. Комментарий выше видел.
Если ТМ — это отдельный класс частиц — то ЧД могут из него состоять (ну или правильно сказать ТМ собралось в ЧД).
А если ТМ — просто то, что не видно (пока) — то, что Вы выше написали.
Масло масленное немного.
ЧД в любом случае состоит из ТМ, так что, я несогласен.
Из чего бы ни образовалась ЧД, по сути, для нас оно стало ТМ.
Допустим. Как это объясняет/подтверждает/опровергает моё мнение относительно слов статьи?
Я не говорил, что ЧД состоят из ТМ, я говорил, что определение ТМ таково, что ЧД по определению относятся к ТМ, или являются ТМ, и суть предположения учёных заключается в том, что ЧД являются основной частью ТМ.
До них ЧД считались ничтожной частью ТМ.
О составе ЧД рассуждать бессмысленно в силу их принципиальной непознаваемости в этом плане.
Это для падающего в ЧД наблюдателя. А для внешнего наблюдателя все падающее в ЧД замораживается на горизонте событий из-за бесконечного замедления времени. Соответственно, электрический заряд, например, должен сохраняться :)
Горизонт событий это не дырка в пространстве.
Вот, посмотрите:
http://www.astronet.ru/db/msg/1174703/kaufman-10/kaufman-10.html
Придётся повториться, но: тёмная материя — суть есть «потерявшаяся» масса, которая должна быть математически, но обнаружить не удаётся.
Чёрные дыры могут быть «тёмной материей», именно потому, что это та самая масса, которой так не достаёт в наблюдениях. Из статьи следует, что их может оказаться огромное количество, гораздо больше, чем удавалось обнаружить ранее. [Сверхмассивный труднообноруживаемый объект] * [огромное количество] = [потерявшаяся масса aka «тёмная материя»]
Почему меня спрашиваете?
«состоять из» — не мои слова, я и влез сюда из-за них.
«Учёные не в первый раз предполагают, что чёрные дыры могут составлять основу тёмной материи», поскольку, чем бы эта самая тёмная материя ни оказалась, чёрные дыры по определению состоят из тёмной материи.
Ваши.
ЧД не состоят из тёмной материи.
Нет, они не "могут быть", а именно и есть ТМ.
А "составлять основу", значит являться основной, или значительной частью всей ТМ.
Верно, ЧД не состоят, из ТМ, но ею являются.
ЧД не состоят, из ТМ, но ею являются.
Только согласно гипотезе, приведённой в этой статье. А поскольку это гипотеза, а не доказанный факт — то именно могут быть.
Нет, согласно гипотезе из статьи, ЧД составляют основу ТМ.
А то, что ЧД являются ТМ прямо следует из определений ЧД и ТМ.
А то, что ЧД являются ТМ прямо следует из определений ЧД и ТМ.
У Вас какие-то неправильные определения ЧД и ТМ.
Ещё раз: тёмная материя — это не какая-то особая материя, это вообще не сущность. Тёмная материя — всего навсего условное обозначение недостающей массы во вселенной.
Приведите ваши определения, тогда и посмотрим.
То, что вы написали, не противоречит моим словам.
То, что вы написали, не противоречит моим словам.
Чёрная дыра — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Это определение никак не связывает ЧД с ТМ.
Про тёмную материю я уже всё объяснил.
То, что вы написали, не противоречит моим словам.
Напрямую противоречит. ТМ — по определению не детерминировна. Если мы утверждаем, что ЧД есть ТМ, или является её частью, то всякая необходимость в определении ЧД как ТМ отпадает, так как ЧД — по определению детерминирована.
Если по простому: ТМ — неизвестная хрень, которая должна обладать значительной массой и её должно быть много, но почему-то нет. ЧД — известная хрень, обладающая известной массой, но известных ЧД слишком мало, что бы закрыть ту недостачу массы, которая именуется ТМ. То есть известные ЧД не являются ТМ.
Если же называть известные ЧД ТМ — то почему не называть и всё остальное, что существует — ТМ? Масса же.
В статье предполагается, что ЧД может быть настолько больше, чем известных, что их было бы достаточно, что бы покрыть недостачу массы. Но это всего-навсего предположение, поэтому эти неизвестные ЧД могут являться или могут «составлять основу» ТМ. При этом, как ни парадоксально, как только это станет доказанным фактом (если станет) — определение ТМ как таковое перестанет быть нужно.
Да, я зря записал все ЧД в ТМ.
Правильнее будет сказать, что для данной конкретной галактики к ТМ относятся все неизвестные ЧД.
Однако, ваши слова станут верны только с того момента, как суммарная масса всех ЧД в галактике (некоторой, для которой наблюдаются аномально высокие орбитальные скорости вдали от центра) станет известной.
Если она при этом объяснит гравитационные парадоксы, термин «тёмная материя», действительно, изменит свой смысл.
Мои варианты определений:
Тёмная материя — недостающий, по сравнению с наблюдаемой массой галактики, источник гравитации, ответственный за удержание на галактических орбитах периферийных объектов с учётом их наблюдаемых скоростей.
Чёрная дыра — гравитационный объект, масса которого сосредоточена в пределах сферы с радиусом Шварцшильда.
Пока в большинстве галактик обнаружено не больше одного объекта, претендующего на звание ЧД, масса которого хоть и колоссальна, тем не менее, никак не может объяснить орбитальную скорость периферийных объектов. Если количество ЧД хоть как-то сопоставимо с количеством звёзд (пусть и меньше на порядки, но больше единиц на галактику), они могут претендовать на какое-то место в списке «Топ-N тёмной материи» (вот тут я действительно загнул, записав все ЧД в ТМ).
Подобные цивилизации оставили бы кучу «следов» о своем существовании…
И парадокс Ферми в этом случае решился бы только при предположении, что все 100% цивилизаций, имея возможность построить сферу Дайсона, не имеют никакого желания лезть за пределы своей системы (как в лемовском «Фиаско», например).
Но вот беда — в статье собственно по этой теме ничего основательного не сказано, такие же измышления, как и мои, разве что от человека более сведущего. Увы. Придётся ждать дальше.
Как результат — события линзирования оцень редки в нашей галактике.
Сейчас врехняя оценка состава ЧД — не более 20% и она уменьшается…
Темная материя должна быть 85 -95% массы.
Тёмная материя может оказаться распределённой по чёрным дырам