"Автор намекнул, что он и его нобелевский соавтор не ставят поиск истины как самоцель, а самоцелью является следование определенным правилам, чтобы было побольше финансирования".
Престранные вы сделали выводы! Кстати, мой соавтор на свою Нобелевскую премию основал фонд для молодых ученых. Вот такая "погоня за финансированием"...
Вчера спешил, был краток. Приливное отодвигание Луны - старый и хорошо изученный эффект, который наблюдается и до сих пор. Физика такая: если бы Луна вращалась вокруг неподвижной Земли, то приливной горб на Земле смотрел бы не строго на Луну, а немного отставал бы из-за естественного отставания реакции тела на воздействие. В этом случае Луна тормозилась бы из-за притяжения к этому отстающему горбу и приближалась бы к Земле. Но Земля сама вращается в том же направлении, что и Луна, причем гораздо быстрее (день против месяца). Поэтому приливной горб опережает Луну и маячит перед ней, как морковка перед осликом, заставля ее ускоряться и переходить на более высокую орбиту.
Эта статья - сильно сокращенный текст одной главы из моих научных мемуаров. Это такой распространенный жанр - "мое участие в чем-то". Он может вам не нравится, но такой жанр есть, и статья в таком стиле не запрещена правилами Хабра. Без "я" в таком случае ну никак не обойтись. Конкретная цель статьи - изложить новую (для кого-то) концепцию и дать ссылку на свежую обзорную статью на эту тему. Математику очень люблю, но привести здесь не могу, потому что ее практически нет - основополагающая статья в Известиях КраАО 2007 основана на численном расчете, причем в рамках двух тел. Там вся математика - это общеизвестный закон Кеплера, который не приводится в статьях (как и таблица умножения). А сама численная модель просто задает разные полуоси и эксцентриситеты, перебирает все возможные отношения масс и т.д. Если вы возьмете статьи по мегаимпакту - то тоже не найдете там математики, потому что это тоже сугубо численные расчеты.
Думаю, в этом году выйдет моя научно-мемуарная книга "13 научных приключений", где будет много историй "изнутри науки". Кое-что о современных космологах можно почитать в моей книге "Осциллирующая Вселенная" https://bsa-analytics.prao.ru/links/nik/
Теоретически вы правы, но практически это надо считать на моделях гораздо более детальных, чем те, которые я использовал. Надеюсь, кто-нибуь этим займется.
Нет, спутники газовых гигантов образуются по другой схеме - там в начальный протоспутниковый диск захватываются пролетающие астероиды. Это менее эффективный механизм, поэтому относительная масса спутников планет-гигантов составляет очень небольшую величину - на два порядка меньше, чем у Луны и спутников астероидов. Этот механизм, конечно, работает и для Луны, но захват обломков коры каменной планеты гораздо "прибыльнее". У меня есть серия статей по нерегулярным спутникам планет-гигантов, но только в "Письмах в АЖ" 90-х годов:
Горькавый Н.Н. Формирование спутниковых систем: прямые и обратные спутники Юпитера и Сатурна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1993. Т.19, С. 1108-1127.
Горькавый Н.Н., Тайдакова Т.А. Модель формирования спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1995. Т.21, С. 939-945.
Тема создания сверхмассивных черных дыр сразу из холодного облака большой массы активно муссируется в настоящее время. В детали этих численных расчетов не вникал, но сомнение есть. Теоретически, конечно, если вы возьмете облако бесстолкновительных частиц и заставите его сжиматься, то оно сожмется в любую требуемую дыру. Но где взять такое облако? После просветления Вселенной, она состоит, в основном, из горячего атомарного водорода, который при сжатии будет дополнительно разогреваться. И факт термояядерных реакций тут некритичен - облако будет разогреваться только из-за гравитационного коллапса и сжатия в столкновительном режиме частиц. И где найти такое огромное количество загадочных бесстолкновительных облаков, чтобы нагенерировать множество черных дыр для центров галактик?
Могу сказать только лишь о вариациях гравитационной массы. Согласно последней трактовке ОТО ( от 1919 года и далее), данной Эйнштейном, Эддингтоном и Шредингером, гравитационные волны, обладая энергией (и инертной массой), не обладают локальной гравитационной массой, то есть не порождают допольнительное гравполе. Из этого следует (и на этом стоит вся обсуждаемая космологическая модель), что при излучении гравитационных волн система из черных дыр теряет свою гравитационную массу, что в свою очередь, порождает антигравитацию вокруг этой системы (в центре гравитационной воронки вырастает пик, вызванный уменьшением массы системы и конечной скростью распространения переменного гравполя).
Рассмотрим аналогию с демографией. Представим, что мы исследуем историю всех младенцев, которые родились в какой-то стране, например, в 2022 году. Мы отслеживаем только и только их, игнорируя всех, родившихся в другие года. Эти младенцы-2022 растут по массе (каждый и вместе), одновременно уменьшаясь в числе из-за несчастных случаев и болезней. Когда через сто лет умрет последний человек-2022, то мы назовем 2122 год последним годом для данной популяции. Теперь мы предполагаем, что рассматриваемая страна стационарна по рождаемости и заболеваниям. Следовательно, чтобы вычислить общее распределение жителей страны по возрастам (массам и т.д), достаточно отсуммировать все годовые данные нашей одной рассмотренной популяции. Примерно такой же фокус мы проделываем с черными дырами - рассматриваем популяцию ЧД, рожденную в какой-то космологический цикл при взрывах сверхновых, и считаем - как они толстеют и как сливаются, уменьшаясь в числе. Мы отслеживаем эту популяцию, пока в ней не появятся дыры с массой 10^10 солнечных. Вообще все SMBH, как оказалось, формируются на этом ПОСЛЕДНЕМ цикле рассмотрения данной популяции. То есть никакого отношения к последнему циклу Вселенной это не имеет, как срок в 100 лет не имеет отношения к времени жизни человечества. Популяция ЧД рассматривается, конечно, без ВВН, ведь она формируется при максимальном сжатии при участии всех ЧД разных циклов. Формирование ВВН - это отдельная история, которая должна изучаться дополительно. Понятно, что слияние SMBH приведет к самой большой дыре - но какого размера она будет, и как будет формироваться - это надо смотреть и считать.
"А вот представим ситуацию, две чд значительной массы - сливаются и часть массы излучают в виде гравволн. Какая часть массы теряется, около 5%, но каков ее источник? Это за счет энергии орбитального вращения их вокруг центра масс, или за счет внутренней массы сливающихся чд? Если первое - понятно".
НГ: Это очень хороший вопрос, на который я не знаю окончательного ответа. Безусловно, часть гравитационных волн при слиянии дыр рождается из кинетической энергии их сближения (не обязательно - вращения). И это понятно. Но ЛИГО обработчики говорят о том, что гравитационная масса самих дыр уменьшается - и это мне непонятно с точки зрения того, что такое уменьшение должно нарушать закон сохранения барионной массы, который для внутреннего наблюдателя должен выполняться беспрекословно. Насколько верны интерпретации ЛИГО-людей? Не знаю, так как с деталями их расчетов не знаком. Но знаю из учебников, что увеличивая периферийную скорость движения сближающихся дыр до квазисветовой, можно увеличить долю превращения их массы в гравволны до 25%. И эта дополнительная энергия явно черпается из кинетической энергии сближения.
"Но если и часть массы чд излучается, это приведет к уменьшению радиуса результирующего горизонта общей чд после слияния, и, если этот горизонт скачкообразно уменьшится, вещество из-под горизонта сможет выйти? Если при поглощении вещества горизонт вспухает, при слиянии чд и уменьшении радиуса он может выпустить из-под себя вещество.
Например, космический корабль при доле везения сможет так выбраться наружу?"
НГ: Так как при слиянии черных дыр, их суммарный горизонт скачком РАСШИРЯЕТСЯ (объем суммарной дыры в четыре раза больше суммарного объема двух начальных дыр), то я не стал бы рассчитавать на то, что горизонт оригинальной дыры мог бы уменьшится в какой-то части, что позволило бы узникам ЧД вырваться наружу. Если сближать две дыры, то начальный горизот может быть и несферичным, но явно охватывающим обе дыры с запасом.
Это хороший вопрос. Полагаю, что если маленькая дыра попадает в большую, то, внутри нее она остается дырой (если пренебречь тем, что определение черной дыры включает галилеевскую перифеию). В случае же, когда большая дыра поглощает обычное вещество, то оно и остается внутрее нее обычным веществом (если нет локального условия для образования маленькой дыры). И тогда, когда мы проваливаемся в эту Большую Дыру, то снова видим проглоченное вещество - оно возвращается для нас, внутренних наблюдателей. Условия, когда внутреннее вещество дыры возвращается для ВНЕШНЕГО наблюдателя, пока неизвестны.
В чем-то вы правы, но фантазий тоже много. Главный момент - не думаю, что гравитационная масса черной дыры пульсирует. Радиальные осцилляции внутри не меняют внешнее гравполе (теорема Биркгофа).
"Вопрос: а что с вычислением необходимой массы для замыкания БЧД? Ну т.е. вроде есть оценки суммарной массы (наблюдаемой ?) вселенной и ее видимо не хватает для подобного эффекта? Или поскольку основной вклад дают гравитационные волны, а их мы оценить (пока ?) не можем, то вопрос становится бессмысленным?"
Это очень хороший вопрос. Действительно, барионной и темной материи не хватает для замыкания Вселенной. И вы правы, что остальную часть необходимой плотности дополняют гравитационные волны и их вес вполне можно оценить - он ровно таков, чтобы Вселенная имела критическую (для замыкания) плотность. Тут надо учесть, что гравитационные волны - хитрые бестии. Они локально не гравитируют (поэтому поймать их по флуктуациям гравитирующей среды нельзя), но когда их поглощает черная дыра, то они вносят в ее массу вклад. То есть, они дают интегральную гравитационную массу и замыкают Вселенную, но внутри нее они не гравитируют и именно это дает возможность сверхцивилизациям уцелеть на краю Вселенной. Это моя точка зрения на настоящий момент моего умственного развития.
Такие неоднородности все-таки достаточно локальные - по сравнению с диаметром Вселенной в сотню миллиардов световых лет. В нашей модели Вселенная, например, анизотропна в таком масштабе, что по окружности в 360 градусов она имеет два пика и два минимума (как показывают данные Мигкаса и др). Не исключаю какой-то корреляции между такой глобальной неоднородностью и крупными локальными структурами, но не занимался этим вопросом.
То же самое. Если есть маленький объект с достаточно сильной гравитацией, чтобы достичь световой космической скорости на его границе, то это означает, что вещество внутри этого объекта будет коллапсировать. А гравитация - это не только притяжение (1/r^2), но и приливные силы (1/r^3) и генерация гравитационных волн (1/r^5) на любом уровне масштабов, а следовательно, там пойдут все те процессы, о которых вы пишете - и пойдет осцилляция содержимого черной дыры. Равновесие внутри ЛЮБОЙ ЧД невозможно, но вечное движение типа маятника - непременно. А что, если представить микродыру, в которой гравитация будет большой, а коллапса не будет происходить из-за каких-то хитрых квантовых процессов, формально сверхсветовых (какая-нибудь запутанность и т.д.). Ну, нет коллапса, значит нет и сингулярности - и ни у кого голова не болит.
"Автор намекнул, что он и его нобелевский соавтор не ставят поиск истины как самоцель, а самоцелью является следование определенным правилам, чтобы было побольше финансирования".
Престранные вы сделали выводы! Кстати, мой соавтор на свою Нобелевскую премию основал фонд для молодых ученых. Вот такая "погоня за финансированием"...
Вчера спешил, был краток. Приливное отодвигание Луны - старый и хорошо изученный эффект, который наблюдается и до сих пор. Физика такая: если бы Луна вращалась вокруг неподвижной Земли, то приливной горб на Земле смотрел бы не строго на Луну, а немного отставал бы из-за естественного отставания реакции тела на воздействие. В этом случае Луна тормозилась бы из-за притяжения к этому отстающему горбу и приближалась бы к Земле. Но Земля сама вращается в том же направлении, что и Луна, причем гораздо быстрее (день против месяца). Поэтому приливной горб опережает Луну и маячит перед ней, как морковка перед осликом, заставля ее ускоряться и переходить на более высокую орбиту.
Это старая модель центробежного разрыва Земли. Но откуда возьмется такая скорость вращения?
А где вы сумели ее купить? Я сам еще в руках не держал.
Эта статья - сильно сокращенный текст одной главы из моих научных мемуаров. Это такой распространенный жанр - "мое участие в чем-то". Он может вам не нравится, но такой жанр есть, и статья в таком стиле не запрещена правилами Хабра. Без "я" в таком случае ну никак не обойтись. Конкретная цель статьи - изложить новую (для кого-то) концепцию и дать ссылку на свежую обзорную статью на эту тему. Математику очень люблю, но привести здесь не могу, потому что ее практически нет - основополагающая статья в Известиях КраАО 2007 основана на численном расчете, причем в рамках двух тел. Там вся математика - это общеизвестный закон Кеплера, который не приводится в статьях (как и таблица умножения). А сама численная модель просто задает разные полуоси и эксцентриситеты, перебирает все возможные отношения масс и т.д. Если вы возьмете статьи по мегаимпакту - то тоже не найдете там математики, потому что это тоже сугубо численные расчеты.
Приливы.
А почему эти неровности должны быть остатками Теи, а не просто астероидами?
Согласен, ответ дан вполне полный.
Думаю, в этом году выйдет моя научно-мемуарная книга "13 научных приключений", где будет много историй "изнутри науки". Кое-что о современных космологах можно почитать в моей книге "Осциллирующая Вселенная" https://bsa-analytics.prao.ru/links/nik/
Теоретически вы правы, но практически это надо считать на моделях гораздо более детальных, чем те, которые я использовал. Надеюсь, кто-нибуь этим займется.
Нет, спутники газовых гигантов образуются по другой схеме - там в начальный протоспутниковый диск захватываются пролетающие астероиды. Это менее эффективный механизм, поэтому относительная масса спутников планет-гигантов составляет очень небольшую величину - на два порядка меньше, чем у Луны и спутников астероидов. Этот механизм, конечно, работает и для Луны, но захват обломков коры каменной планеты гораздо "прибыльнее". У меня есть серия статей по нерегулярным спутникам планет-гигантов, но только в "Письмах в АЖ" 90-х годов:
Горькавый Н.Н. Формирование спутниковых систем: прямые и обратные спутники Юпитера и Сатурна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1993. Т.19, С. 1108-1127.
Горькавый Н.Н., Тайдакова Т.А. Модель формирования спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1995. Т.21, С. 939-945.
Ну, кое-что я размещал в ЖЖ: https://don-beaver.livejournal.com/219114.html?
"Почему-то, из самой книги мне не удалось этого понять".
Моя вина. Я подумаю, чего можно прояснить в тексте.
Тема создания сверхмассивных черных дыр сразу из холодного облака большой массы активно муссируется в настоящее время. В детали этих численных расчетов не вникал, но сомнение есть. Теоретически, конечно, если вы возьмете облако бесстолкновительных частиц и заставите его сжиматься, то оно сожмется в любую требуемую дыру. Но где взять такое облако? После просветления Вселенной, она состоит, в основном, из горячего атомарного водорода, который при сжатии будет дополнительно разогреваться. И факт термояядерных реакций тут некритичен - облако будет разогреваться только из-за гравитационного коллапса и сжатия в столкновительном режиме частиц. И где найти такое огромное количество загадочных бесстолкновительных облаков, чтобы нагенерировать множество черных дыр для центров галактик?
Могу сказать только лишь о вариациях гравитационной массы. Согласно последней трактовке ОТО ( от 1919 года и далее), данной Эйнштейном, Эддингтоном и Шредингером, гравитационные волны, обладая энергией (и инертной массой), не обладают локальной гравитационной массой, то есть не порождают допольнительное гравполе. Из этого следует (и на этом стоит вся обсуждаемая космологическая модель), что при излучении гравитационных волн система из черных дыр теряет свою гравитационную массу, что в свою очередь, порождает антигравитацию вокруг этой системы (в центре гравитационной воронки вырастает пик, вызванный уменьшением массы системы и конечной скростью распространения переменного гравполя).
Рассмотрим аналогию с демографией. Представим, что мы исследуем историю всех младенцев, которые родились в какой-то стране, например, в 2022 году. Мы отслеживаем только и только их, игнорируя всех, родившихся в другие года. Эти младенцы-2022 растут по массе (каждый и вместе), одновременно уменьшаясь в числе из-за несчастных случаев и болезней. Когда через сто лет умрет последний человек-2022, то мы назовем 2122 год последним годом для данной популяции. Теперь мы предполагаем, что рассматриваемая страна стационарна по рождаемости и заболеваниям. Следовательно, чтобы вычислить общее распределение жителей страны по возрастам (массам и т.д), достаточно отсуммировать все годовые данные нашей одной рассмотренной популяции. Примерно такой же фокус мы проделываем с черными дырами - рассматриваем популяцию ЧД, рожденную в какой-то космологический цикл при взрывах сверхновых, и считаем - как они толстеют и как сливаются, уменьшаясь в числе. Мы отслеживаем эту популяцию, пока в ней не появятся дыры с массой 10^10 солнечных. Вообще все SMBH, как оказалось, формируются на этом ПОСЛЕДНЕМ цикле рассмотрения данной популяции. То есть никакого отношения к последнему циклу Вселенной это не имеет, как срок в 100 лет не имеет отношения к времени жизни человечества. Популяция ЧД рассматривается, конечно, без ВВН, ведь она формируется при максимальном сжатии при участии всех ЧД разных циклов. Формирование ВВН - это отдельная история, которая должна изучаться дополительно. Понятно, что слияние SMBH приведет к самой большой дыре - но какого размера она будет, и как будет формироваться - это надо смотреть и считать.
"А вот представим ситуацию, две чд значительной массы - сливаются и часть массы излучают в виде гравволн. Какая часть массы теряется, около 5%, но каков ее источник? Это за счет энергии орбитального вращения их вокруг центра масс, или за счет внутренней массы сливающихся чд? Если первое - понятно".
НГ: Это очень хороший вопрос, на который я не знаю окончательного ответа. Безусловно, часть гравитационных волн при слиянии дыр рождается из кинетической энергии их сближения (не обязательно - вращения). И это понятно. Но ЛИГО обработчики говорят о том, что гравитационная масса самих дыр уменьшается - и это мне непонятно с точки зрения того, что такое уменьшение должно нарушать закон сохранения барионной массы, который для внутреннего наблюдателя должен выполняться беспрекословно. Насколько верны интерпретации ЛИГО-людей? Не знаю, так как с деталями их расчетов не знаком. Но знаю из учебников, что увеличивая периферийную скорость движения сближающихся дыр до квазисветовой, можно увеличить долю превращения их массы в гравволны до 25%. И эта дополнительная энергия явно черпается из кинетической энергии сближения.
"Но если и часть массы чд излучается, это приведет к уменьшению радиуса результирующего горизонта общей чд после слияния, и, если этот горизонт скачкообразно уменьшится, вещество из-под горизонта сможет выйти? Если при поглощении вещества горизонт вспухает, при слиянии чд и уменьшении радиуса он может выпустить из-под себя вещество.
Например, космический корабль при доле везения сможет так выбраться наружу?"
НГ: Так как при слиянии черных дыр, их суммарный горизонт скачком РАСШИРЯЕТСЯ (объем суммарной дыры в четыре раза больше суммарного объема двух начальных дыр), то я не стал бы рассчитавать на то, что горизонт оригинальной дыры мог бы уменьшится в какой-то части, что позволило бы узникам ЧД вырваться наружу. Если сближать две дыры, то начальный горизот может быть и несферичным, но явно охватывающим обе дыры с запасом.
Это хороший вопрос. Полагаю, что если маленькая дыра попадает в большую, то, внутри нее она остается дырой (если пренебречь тем, что определение черной дыры включает галилеевскую перифеию). В случае же, когда большая дыра поглощает обычное вещество, то оно и остается внутрее нее обычным веществом (если нет локального условия для образования маленькой дыры). И тогда, когда мы проваливаемся в эту Большую Дыру, то снова видим проглоченное вещество - оно возвращается для нас, внутренних наблюдателей. Условия, когда внутреннее вещество дыры возвращается для ВНЕШНЕГО наблюдателя, пока неизвестны.
В чем-то вы правы, но фантазий тоже много. Главный момент - не думаю, что гравитационная масса черной дыры пульсирует. Радиальные осцилляции внутри не меняют внешнее гравполе (теорема Биркгофа).
"Вопрос: а что с вычислением необходимой массы для замыкания БЧД? Ну т.е. вроде есть оценки суммарной массы (наблюдаемой ?) вселенной и ее видимо не хватает для подобного эффекта? Или поскольку основной вклад дают гравитационные волны, а их мы оценить (пока ?) не можем, то вопрос становится бессмысленным?"
Это очень хороший вопрос. Действительно, барионной и темной материи не хватает для замыкания Вселенной. И вы правы, что остальную часть необходимой плотности дополняют гравитационные волны и их вес вполне можно оценить - он ровно таков, чтобы Вселенная имела критическую (для замыкания) плотность. Тут надо учесть, что гравитационные волны - хитрые бестии. Они локально не гравитируют (поэтому поймать их по флуктуациям гравитирующей среды нельзя), но когда их поглощает черная дыра, то они вносят в ее массу вклад. То есть, они дают интегральную гравитационную массу и замыкают Вселенную, но внутри нее они не гравитируют и именно это дает возможность сверхцивилизациям уцелеть на краю Вселенной. Это моя точка зрения на настоящий момент моего умственного развития.
"И еще вопрос: помогает ли теории объяснить всякие заметные неоднородности вроде https://ru.wikipedia.org/wiki/Великая_стена_Геркулес_—_Северная_Корона ? Кажется, что такие структуры тоже явно противоречат изотропии вселенной, равно как и инфляционным теориям?"
Такие неоднородности все-таки достаточно локальные - по сравнению с диаметром Вселенной в сотню миллиардов световых лет. В нашей модели Вселенная, например, анизотропна в таком масштабе, что по окружности в 360 градусов она имеет два пика и два минимума (как показывают данные Мигкаса и др). Не исключаю какой-то корреляции между такой глобальной неоднородностью и крупными локальными структурами, но не занимался этим вопросом.
То же самое. Если есть маленький объект с достаточно сильной гравитацией, чтобы достичь световой космической скорости на его границе, то это означает, что вещество внутри этого объекта будет коллапсировать. А гравитация - это не только притяжение (1/r^2), но и приливные силы (1/r^3) и генерация гравитационных волн (1/r^5) на любом уровне масштабов, а следовательно, там пойдут все те процессы, о которых вы пишете - и пойдет осцилляция содержимого черной дыры. Равновесие внутри ЛЮБОЙ ЧД невозможно, но вечное движение типа маятника - непременно. А что, если представить микродыру, в которой гравитация будет большой, а коллапса не будет происходить из-за каких-то хитрых квантовых процессов, формально сверхсветовых (какая-нибудь запутанность и т.д.). Ну, нет коллапса, значит нет и сингулярности - и ни у кого голова не болит.