Какова геометрия Вселенной?

Автор оригинала: Erica Klarreich
  • Перевод

Облачные решения хороши тем, что позволяют создавать проекты любой сложности, вплоть до виртуального дата-центра. Если попробовать визуализировать эти структуры, то получится этакая мини-вселенная. Давайте поиграем с геометрией, попробовав визуализировать разные модели нашей вселенной.

В нашем сознании вселенная кажется бесконечной. Но с помощью геометрии мы можем рассмотреть различные трехмерные формы, которые предлагают альтернативу «обычному» бесконечному пространству.


Когда смотришь на ночное небо, кажется, будто пространство расширяется во всех направлениях. Такова наша ментальная модель вселенной, но она не всегда является верной. В конце концов, было время, когда все думали, что Земля плоская, потому что изгибы нашей планеты было чрезвычайно трудно заметить, а уж про сферическую форму Земли и вовсе не думали.

Сегодня мы знаем, что Земля имеет форму сферы. Но мало кто задумывается о форме Вселенной. Подобно тому, как сфера стала альтернативой плоской Земле, другие трехмерные формы предлагают альтернативу «обычному» бесконечному пространству.

Мы можем задать два разных, но все же тесно связанных между собой вопросов о форме Вселенной. Один из них касается её геометрии: мелкозернистых локальных измерений таких элементов, как углы и области. Другой — о топологии: как эти локальные части сшиваются в общую форму.

Космологические данные свидетельствуют о том, что часть Вселенной, которую мы можем видеть, гладкая и однородная, по крайней мере приблизительно. Локальная ткань пространства выглядит одинаково в каждой точке и во всех направлениях. Только три геометрические формы подходят под это описание: плоская, сферическая и гиперболическая. Давайте рассмотрим эти модели, некоторые топологические предположения а также то, что говорят космологические данные о формах лучше всего описывающих нашу вселенную.

Плоская геометрия (планиметрия)


Это геометрия, которую мы изучали в школе. Углы треугольника составляют 180 градусов, а площадь круга — πr2. Самым простым примером плоской трёхмерной формы является обычное бесконечное пространство — то, что математики называют евклидовым пространством, — но есть и другие плоские формы, которые тоже нужно учитывать.



Эти формы сложнее визуализировать, но мы можем попробовать пофантазировать, думая в двух измерениях, а не в трёх. В дополнение к обычной евклидовой плоскости, мы можем создать другие плоские формы, вырезая часть плоскости и скрепляя её края вместе. Например, предположим, что мы вырезаем прямоугольный лист бумаги и скрепляем его противоположными краями. Склеивание верхней и нижней граней даёт нам цилиндр:



Потом мы можем заклеить правый и левый края, чтобы получить пончик (то, что математики называют тором):



Теперь вы, наверное, думаете: «но мне не кажется это плоским». И будете правы. Мы немного сжульничали, описывая, как устроен плоский тор. Если бы вы действительно попытались сделать тор из листа бумаги таким образом, вы бы столкнулись с определенными трудностями. Сделать цилиндр было бы легко, но заклеить концы цилиндра у вас бы не вышло: Бумага сминалась бы по внутреннему кругу тора и не растягивалась бы достаточно далеко по внешнему кругу. Вместо бумаги пришлось бы использовать какой-нибудь растягивающийся материал. Но это растяжение искажает длины и углы, меняя геометрию.

Внутри обычного трёхмерного пространства невозможно построить реальный, гладкий физический тор из плоского материала без искажения его геометрии. Но мы можем отвлечённо порассуждать о том, каково это — жить внутри плоского тора.

Представьте, что вы двумерное существо, чья вселенная — плоский тор. Поскольку геометрия этой вселенной происходит от плоского листа бумаги, все геометрические факты, к которым мы привыкли, такие же, только в маленьком масштабе: углы в треугольнике суммируются до 180 градусов и так далее. Но изменения, которые мы внесли в глобальную топологию путём вырезания и заклеивания, означают, что опыт пребывания в торе будет сильно отличаться от того, к чему мы привыкли.

Для начала, на торе есть прямые пути, которые изгибаются и возвращаются туда, откуда начинались:



Эти пути выглядят изогнутыми на искаженном торе, но обитателям плоского тора они кажутся прямыми. А так как свет распространяется по прямым путям, то если посмотрите прямо, то увидите себя сзади:



На листе бумаги свет, который вы видите, проходил сзади, пока не достигал левого края, а затем снова появился справа, как будто в видеоигре:



Можно представить это иначе. Например, вы (или луч света) пересекаете одну из четырёх границ, появляясь в том, что кажется новой «комнатой». Но на самом деле это та же самая комната, только увиденная с новой перспективы.



Это значит, что вы также можете видеть бесконечное множество различных копий себя, глядя в разных направлениях. Это своего рода эффект «Зеркального коридора», за исключением того, что копии вас не являются отражениями:



На пончике они соответствуют множеству различных колец, по которым свет может перемещаться от вас к вам:



Точно так же мы можем построить плоский трехмерный тор, приклеив противоположные стороны куба. Визуализировать это пространство как объект внутри обычного бесконечного пространства не получится, но мы можем абстрактно рассуждать о жизни внутри него.

Подобно тому, как жизнь в двухмерном торе была подобна жизни в бесконечном двухмерном массиве одинаковых прямоугольных комнат, жизнь в трёхмерном торе подобна жизни в бесконечном трёхмерном массиве одинаковых кубических комнат. Вы увидите бесконечно много копий себя:



Трёхмерный тор — всего лишь один из 10 различных плоских конечных миров. Существуют также плоские бесконечные миры, такие как трехмерный аналог бесконечного цилиндра. В каждом из этих миров существует разный набор зеркальных залов.

Является ли наша Вселенная одной из этих плоских форм?


Когда мы смотрим в космос, мы не видим бесконечно много копий себя. Тем не менее, на удивление трудно исключить эти плоские формы. Во-первых, они все имеют одну и ту же локальную геометрию, что и евклидово пространство, поэтому никакое локальное измерение не может различить их.

И если бы вы увидели копию себя, то это далёкое изображение показало бы, как вы (или ваша галактика, например) выглядели в далеком прошлом, так как свет должен был долго путешествовать, чтобы добраться до вас. Может быть, мы видим там неузнаваемые копии себя. Что ещё хуже, разные копии себя, как правило, находятся на разных расстояниях от вас, поэтому большинство из них будут выглядеть по-разному. И, возможно, они всё равно слишком далеко, чтобы мы могли их увидеть.

Чтобы обойти эти сложности, астрономы, как правило, ищут не копии самих себя, а повторяющиеся черты в самом дальнем из того, что мы можем видеть: космическое микроволновое фоновое (CMB) излучение, оставшееся после Большого взрыва. На практике это означает поиск пар кругов в реликтовом излучении, которые имеют совпадающие узоры горячих и холодных точек, что позволяет предположить, что это действительно один и тот же круг, который мы видим с двух разных точек.



В 2015 году астрономы провели именно такой анализ, используя данные с космического телескопа Планка. Они прочесали данные о видах совпадающих кругов, которые мы ожидали увидеть внутри плоского трехмерного тора или другой плоской трехмерной формы, называемой пластиной, но им не удалось их найти.

Это означает, что если мы действительно живем в торе, то он, вероятно, настолько велик, что любые повторяющиеся узоры лежат за пределами наблюдаемой вселенной.

Сферическая геометрия


Мы все знакомы с двумерными сферами — поверхностью шара, апельсина, Земли. Но что бы означало для нашей вселенной быть трёхмерной сферой?

Сложно представить себе трёхмерную сферу, но её легко описать с помощью простой аналогии. Подобно тому, как двумерная сфера — это совокупность всех точек на фиксированном расстоянии от некоторой центральной точки в обычном трёхмерном пространстве, так и трёхмерная сфера (или «трехсфера») — это совокупность всех точек на фиксированном расстоянии от некоторой центральной точки в четырёхмерном пространстве.

Жизнь в трёх сферах сильно отличается от жизни в плоском пространстве. Чтобы почувствовать это, представьте, что вы двухмерное существо, живущее в двухмерной сфере. Двухмерная сфера — это вся Вселенная — вы не можете видеть и не можете получить доступ ни к одному из окружающих трёхмерных пространств. Внутри этой сферической вселенной свет движется по кратчайшим путям: по большим кругам. Для вас эти большие круги кажутся прямыми линиями.



Теперь представьте, что вы и ваш двумерный друг тусуетесь на Северном полюсе, и ваш друг идет на прогулку. В то время как ваш друг прогуливается, вначале он будет становиться все меньше и меньше в вашем зрительном пространстве, так же, как и в нашем обычном мире (хотя он не будет уменьшаться так быстро, как мы привыкли). Это из-за того, что пока ваше зрительное пространство будет увеличиваться, ваш друг будет занимать все меньше и меньше места в нём:



Но как только друг проходит экватор, происходит что-то странное: он начинает казаться всё больше и больше, чем дальше уходит. Это потому, что процент, который он занимает в вашем зрительном пространстве, растёт:



Когда ваш друг будет в трёх метрах от Южного полюса, он будет выглядеть такими же большими, как и в трёх метрах от вас:



А когда он достигнет самого Южного полюса, его можно будет увидеть во всех направлениях, так что он заполнит весь ваш визуальный горизонт:



Если на Южном полюсе никого нет, то ваш визуальный горизонт — это нечто ещё более странное: вы сами. Всё потому, что свет, исходящий от вас, будет идти по всей сфере, пока не вернется к вам.

Это можно соотнести с жизнью в трёхмерной сфере. Каждая точка на трёхсфере имеет противоположную точку, и, если там есть объект, мы увидим его как фон, будто это небо. Если же там ничего нет, то вместо этого мы увидим самих себя в качестве фона – будто наш экстерьер был наложен на воздушный шар, затем вывернут наизнанку и надут, чтобы стать целым горизонтом.



Трёхсфера является фундаментальной моделью сферической геометрии, но это не единственное такое пространство. Подобно тому, как мы строили плоские пространства, вырезая кусок из евклидового пространства и склеивая его, мы можем строить сферические пространства, склеивая подходящий кусок из трех сфер. Каждая из этих склеенных форм, как и в торе, будет иметь эффект «лабиринта отражений», но в этих сферических формах есть только ограниченное количество комнат, через которые можно пройти.

Может ли наша Вселенная быть сферической?


Даже самые самовлюбленные люди не могут представить себя фоном всего ночного неба. Но, как и в случае с плоским тором, тот факт, что мы не видим какое-либо явление, не означает, что оно не может существовать. Окружность сферической вселенной может быть больше, чем размер обозримой вселенной, что делает фон слишком далёким, чтобы его можно было разглядеть.

Но в отличие от тора, сферическая вселенная может быть обнаружена с помощью чисто локальных измерений. Сферические формы отличаются от бесконечного евклидового пространства не только глобальностью топологии, но и тончайшей геометрией. Например, из-за того, что прямые линии в сферической геометрии представляют собой большие окружности, треугольники получаются более пухлые, чем их евклидовые аналоги, а сумма углов больше 180 градусов:



В сущности, измерение космических треугольников является основным способом, с помощью которого космологи проверяют, является ли Вселенная изогнутой. Для каждой горячей или холодной точки на космическом микроволновом фоне известны ее диаметр по горизонтали и расстояние от Земли, что образует три стороны треугольника. Мы можем измерить угол, под которым пятно скрывается в ночном небе — один из трёх углов треугольника. Затем проверить, подходит ли для плоской, сферической или гиперболической геометрии (в которой сумма углов треугольника больше 180 градусов) комбинация из длины сторон и измеренного угла.

Большинство таких исследований, наряду с другими измерениями кривизны, свидетельствуют о том, что Вселенная либо плоская, либо очень близка к плоской. Но одна исследовательская группа недавно заявила, что часть данных, полученных с помощью космического телескопа Планка в 2018 году, свидетельствуют о существовании сферической вселенной. Другие исследователи возражают против этого утверждения, полагая, что это скорее всего, статистическая случайность.

Гиперболическая геометрия


В отличие от сферы, которая изгибается сама по себе, гиперболическая геометрия раскрывается вовне. Это геометрия гибких шляп, коралловых рифов и седел. Базовая модель гиперболической геометрии – это бесконечное пространство, подобно плоскому евклидовому пространству. Но поскольку гиперболическая геометрия распространяется наружу намного быстрее, чем плоская, не существует способа поместить даже двумерную гиперболическую плоскость внутри обычного евклидового пространства, если только мы не хотим исказить его геометрию. Здесь, например, искажено представление о гиперболической плоскости, известной как диск Пуанкаре:



С нашей точки зрения, треугольники вблизи пограничного круга выглядят намного меньше, чем вблизи центра, но с точки зрения гиперболической геометрии все треугольники одинакового размера. Если бы мы попытались сделать треугольники одинакового размера – например, используя растягивающийся материал для нашего диска и увеличивая каждый треугольник по очереди, выходя наружу из центра, — наш диск стал бы похож на гибкую шляпу и сгибался бы все больше и больше по мере того, как мы прокладывали себе путь наружу. По мере приближения к границе, этот изгиб становился бы все более неконтролируемым.

С точки зрения гиперболической геометрии, граничная окружность бесконечно далека от любой внутренней точки, так как для этого нужно пересечь бесконечно много треугольников. Таким образом, гиперболическая плоскость простирается до бесконечности во всех направлениях, точно так же, как и евклидовая плоскость. Но с точки зрения локальной геометрии жизнь в гиперболической плоскости сильно отличается от того, к чему мы привыкли.

В простой евклидовой геометрии окружность прямо пропорциональна её радиусу, но в гиперболической геометрии окружность растет экспоненциально по сравнению с радиусом. Мы можем видеть экспоненциальное скопление в массах треугольников вблизи границы гиперболического диска.



Из-за этой особенности математики любят говорить, что в гиперболическом пространстве легко заблудиться. Если ваш друг уйдёт от вас в обычном евклидовом пространстве, он начнёт выглядеть меньше, но это будет происходить медленно, потому что ваш визуальный круг растёт не так стремительно. В гиперболическом пространстве ваш зрительный круг растёт в геометрической прогрессии, так что вскоре ваш друг будет выглядеть сжатым до экспоненциально мелкой точки. Если вы внимательно не отследили его маршрут, найти дорогу к нему будет практически невозможно.



А в гиперболической геометрии сумма углов треугольника составляет менее 180 градусов — например, треугольники в нашей плитке диска Пуанкаре имеют углы, составляющие 165 градусов:



Боковые стороны этих треугольников не выглядят прямыми, но это только потому, что мы смотрим на гиперболическую геометрию через искаженную линзу. Для жителя диска Пуанкаре эти кривые являются прямыми линиями, потому что самый быстрый способ добраться из точки A в точку B – срезать путь к центру:



Есть вполне закономерный способ изготовления трехмерного аналога диска Пуанкаре – просто сделайте трехмерный шар и заполните его трехмерными формами, которые становятся меньше по мере приближения к граничной зоне, как треугольники в диске Пуанкаре. И точно так же, как в плоской и сферической геометрии, мы можем сделать ряд других трехмерных гиперболических пространств, вырезая подходящий кусок трехмерного гиперболического шарика и склеивая его грани.

Может ли наша Вселенная быть гиперболической?


Гиперболическая геометрия, с ее узкими треугольниками и экспоненциально растущими кругами, не похожа на геометрию пространства вокруг нас. И действительно, как мы уже видели, большинство космологических измерений указывают на плоскую вселенную.

Но при этом возможность того, что мы живем либо в сферическом, либо в гиперболическом мире, не исключена, так как маленькие кусочки обоих этих миров выглядят почти плоскими. Например, малые треугольники в сферической геометрии имеют углы, которые составляют лишь чуть более 180 градусов, а малые треугольники в гиперболической геометрии имеют углы, которые составляют лишь чуть менее 180 градусов.

Неспроста древние люди считали, что Земля плоская – кривизна Земли была слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить. Чем больше сферическая или гиперболическая форма, тем более плоская каждая маленькая деталь. Поэтому, если наша Вселенная имеет чрезвычайно большую сферическую или гиперболическую форму, то та часть, которую мы можем наблюдать, может быть настолько близка к плоской, что ее кривизна может быть обнаружена только с помощью сверхточных приборов, которые нам ещё только предстоит изобрести.

Что ещё полезного можно почитать в блоге Cloud4Y

Компьютерные бренды 90-х, ч.3, заключительная
Можно ли взломать корабль?
Пасхалки на топографических картах Швейцарии
Как мама хакера проникла в тюрьму и заразила компьютер начальника
Как «сломался» банк

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить очередную статью. Пишем не чаще двух раз в неделю и только по делу.
Cloud4Y
#1 Корпоративный облачный провайдер

Комментарии 89

    0
    Изнутри вообще сложно рассуждать о внешней форме)
      0
      Вопрос в том, есть ли вообще форма?
        0
        Легко, там свойства пространства «изнутри» будут разные, это изучает дифференциальная топология :). Конечно если мы попытаемся построить именно внешнюю форму то речь будет идти о некоторой модели, подобно тому как глобус — это модель Земли.
        0
        Вероятно формат «плоской вселенной» имеет наименьшее право на жизнь.
          0
          Почему?
            –2
            Потому что сложно представить такой плосконаправленный большой взрыв. Ну если он в принципе был конечно )
              +1
              Представьте себе бесконечную плоскость. Выбираете маленькую окружность на этой плоскости, и начинаете ее расширять. Окружность расширяется, при этом плоскость остается плоскостью. Так вот, плоскость — это наше пространство-время. Окружность — момент большого взрыва. Внутренность окружности — наша Вселенная. Пространство вполне может быть плоским, это никак не противоречит Большому Взрыву.
                0
                Не могу себе представить ни плоскость, ни сферу, ни другую геометрическую фигуру ибо само пространство создалось только после большого взрыва. Пространство есть следствие большого взрыва, а не место где произошел большой взрыв.
                И почему направляя телескоп в разные стороны мы наблюдаем разное пространство на 14 млрд. световых лет? Неплохая такая плоская вселенная.
                  0
                  Пространство есть следствие большого взрыва, а не место где произошел большой взрыв.

                  Нет, это не так (в общепринятых теориях). В современной космологии пространство существует независимо от большого взрыва (и до большого взрыва). Наша Вселенная бесконечна, и когда мы говорим о «большом взрыве», мы говорим только о возникновении наблюдаемой части Вселенной. В теории инфляции таких больших взрывов может быть бесконечное количество в разных частях бесконечной вселенной.

                  Конечно, современная космология далека от полноты, и все это просто гипотезы. Мы не знаем, как оно на самом деле.
                  И почему направляя телескоп в разные стороны мы наблюдаем разное пространство на 14 млрд. световых лет?
                  В каком смысле «разное» пространство?
                    –1
                    В каком смысле «разное» пространство?

                    Имелось ввиду галактики, звезды и иные объекты.
                      +1
                      А как наличие галактик и иных объектов связано с плоскостью пространства?
                        0
                        Где-то читал развернутую статью про антропный принцип, и там упоминали про зависимость физических законов от метрики. Один из доводов в пользу АП был в том, что при размерностях пространства отличных от 3 звезды и галактики не образуются.
                          +1
                          Это верно (по крайней мере в рамках стандартной теории), размерность пространства влияет на законы физики очень значительно: можно начать на вики прямо читать. Но это не очень связано с геометрией пространства — трехмерное пространство может быть очень сложной топологии (формы): сферой, тором, седлом и т.д.
                          0
                          В соответствии с ТО, гравитирующие объекты не притягивают другие объекты, обладающие массой (и не совсем), а искажают пространство так, что со стороны кажется, что притягивают, так что рассматривать пространство отдельно от находящихся в нём предметов в общем случае невозможно. В частности, те же ЧД вообще искажают пространство так, что оно «портится» локально
                            0
                            Речь идет о кривизне пространства на гораздо больших масштабах, нежели любые локальные искривления. Конечно, вблизи массивных объектов пространство может быть искривлено значительно, но речь не об этом.
                            В частности, те же ЧД вообще искажают пространство так, что оно «портится» локально
                            Это не совсем так: пространство не «портится», это наша теория перестает работать и выдает сингулярности. Мы не можем ничего достоверного сказать о законах физики в сингулярности. Но мы точно знаем, что они будут другими — так как на этих масштабах нужно учитывать квантовые эффекты, а мы не умеем без теории квантовой гравитации.
                              0
                              Речь идет о кривизне пространства на гораздо больших масштабах, нежели любые локальные искривления. Конечно, вблизи массивных объектов пространство может быть искривлено значительно, но речь не об этом.
                              разве ТО перестаёт работать на этих масштабах?
                              Это не совсем так ...
                              именно поэтому слово «портится» в кавычках
                                0
                                разве ТО перестаёт работать на этих масштабах?
                                Нет конечно, но вклада обычной массы в кривизну Вселенной нет. Если вы рассмотрите Вселенную в среднем, ее кривизна будет почти нулевая (но не совсем).
                                  +1
                                  Про «не совсем» можно поподробнее… Я что-то пропустила в современной космологии?
                                    0
                                    Странно, не знаю, что я имел в виду. Наверное, я хотел добавить это в конец первого предложения (все же обычная масса дает небольшой вклад).
                                    0
                                    Я на всякий случай добавлю: я в этом комментарии выше допустил сразу две ошибки. Во-первых, конечно, обычная масса дает вклад в кривизну, но значительно меньший, чем темная энергия и темная материя. Во-вторых, измерения довольно точно нам говорят о том, что вселенная плоская (приблизительно — с точностью в несколько процентов).
                          –1
                          Тогда давайте разделять плоскость и объем. Наша галактика с допущениями является плоской/спиральной. Из каких соображений всю вселенную можно рассматривать в плоскостном формате?
                            +3
                            Когда мы говорим, что вселенная «плоская», мы не имеем в виду бытовой смысл, в котором наша галактика является плоской. Наша Вселенная плоская в математическом смысле (т.е. пространство Евклидово)

                            Пространство Вселенной трехмерно. Законы геометрии в ней таковы, что, например, параллельные прямые никогда не пересекаются, а сумма углов треугольника — 180 градусов. Такую Вселенную мы называем плоской. Может быть такое, что Вселенная не плоская, и тогда в ней параллельные прямые будут пересекаться, а сумма углов треугольника будет больше или меньше 180 градусов.
                              +2
                              Спасибо за разъяснение!
                                +1
                                Всегда рад подсказать, когда получается:)
                            +1
                            В современной космологии пространство существует независимо от большого взрыва (и до большого взрыва).

                            Ну вот… Это для меня новость. Одно время вроде бы говорили что и пространство-время возникло вместе со Вселенной. Тогда выходит, нам ещё только предстоит создать теорию, в которой будет объяснение, откуда взялось пространство-время. А это пока так, разминка…
                              +1
                              Одно время вроде бы говорили что и пространство-время возникло вместе со Вселенной.
                              Да, когда-то давно так и говорили, когда идея большого взрыва возникла. Но с тех пор мы много чего узнали.

                              Важно понимать, что указанная концепция — всего лишь доминирующая теория в настоящее время. При этом нет однозначных экспериментальных свидетельств ее справедливости. Более того, у нее много нерешенных проблем. Есть разные другие теории, в которых Вселенная конечна, и пространство-время могло возникнуть в большом взрыве.

                              Но тут есть два момента: во-первых, мы уверены, что большого взрыва не было в том смысле, в котором мы о нем слышим в популярных источниках. Под «большим взрывом» сейчас имеется в виду «мы понятия не имеем, что было в первые моменты существования наблюдаемой вселенной».
                              Во-вторых, такого рода вопросы никогда не будут отвечены до конца. Нам придется взять некоторую концепцию в качестве начальной аксиомы. Мы объясним, как пространство-время возникает из чего-то еще, но тогда надо будет объяснять, откуда взялось это что-то. Это бесконечный аргумент, мы просто никогда не сможем закончить теорию всего без аксиом (привет, Гедель).

                              Наша цель — не построить полную теорию, а построить теорию, которая наилучшим способом описывает наблюдаемую Вселенную во всех ее проявлениях, и обладает предсказательной силой.
                                0
                                У Линде на этот счёт есть замечательные труды, которым уже тридцать лет. Он там чудесно описывает это «что-то» через: нарушение симметрии, восстановление симметрии при высоких температурах, фазы перехода при повышении плотности холодного вещества. И вообще, там целая инфляционная космология с точки зрения квантовой механики.
                                  –1
                                  Есть огромное количество разных вариантов, как я уже написал выше. Пока ни один из них не достаточно разработан, чтобы быть принятым за основную теорию. Поэтому мы используем стандартную теорию, где Вселенная бесконечна, а пространство существует до большого взрыва.
                                  0
                                  нет однозначных экспериментальных свидетельств ее справедливости

                                  Да вроде ясно, что это всё научные спекуляции…

                                  Наша цель — не построить полную теорию, а построить теорию, которая наилучшим способом описывает наблюдаемую Вселенную во всех ее проявлениях, и обладает предсказательной силой.

                                  Если во всех проявлениях, то это уже и будет полная теория. :P
                                    +1
                                    Это не спекуляции. Это отсутствие экспериментальных технологий для полной проверки.
                                    Углубляясь ниже, мы встречаем термины: бесконечно малые, бесконечно плотные и т.д. А это уже сингулярность. Сложно спекулировать на том, чего мы ещё не понимаем.
                                      0
                                      Да вроде ясно, что это всё научные спекуляции…
                                      Нет, это называется развитие науки. Ни одна теория не рождалась за ночь.
                                      Если во всех проявлениях, то это уже и будет полная теория. :P
                                      Да, но основанная на наборе аксиом, без этого никуда.
                                        0
                                        Да, но основанная на наборе аксиом, без этого никуда.

                                        У физики есть ещё «опыт показывает». В этом преимущество физики перед математикой, что и может нас спасти от привет Геделя.
                                          0
                                          Я так не думаю. Вы говорите о том, что когда-либо будет эксперимент, который невозможно описать математически. Но мне не очевидно, почему это будет так когда-либо. Скорее, есть аксиомы, которые принципиально недоступны нашему наблюдению: как существование пространства-времени до момента большого взрыва.
                                            0
                                            Недоступны сейчас или вообще?
                                            Как по мне, то здесь есть переменные, которые зависят не только от нас, но и от внешних источников. А точнее от наблюдения за этими источниками.
                                            До 2017 года все учёные гадали откуда золото. Пока не столкнулись нейтронные звёзды и не показали синтез данного элемента.
                                              0
                                              Собственно идея-то простая: все, что находится внутри наблюдаемой Вселенной — может быть объяснено физикой (и в пределе единой теорией Всего). Все, что находится вне ее — по определению ненаблюдаемо. Об этом мы можем только строить гипотезы. На основании этих гипотез создавать теории, которые будут описывать все наблюдаемое нами. Но эти гипотезы так и останутся гипотезами — навсегда.
                                                0
                                                Это скорее связано с тем, что наша математика пока что неидеальна. Поэтому мы вводим всякие парадоксы и аномалии.
                                                Да, я согласен, что нельзя наблюдать за пространством там, где его нет. Но как в таком случае пояснить гравитационные колодцы, которые создают чёрные дыры? Они ведь существуют в наблюдаемой вселенной.
                                                  0
                                                  В том-то и дело, что пространство может существовать и за пределами наблюдаемой Вселенной. Более того, там могут быть другие локальные Вселенные (теория инфляции именно это предсказывает). Нет никакого способа проверить, так ли это.

                                                  Даже идеальная математика обязательно основана на аксиомах. Если наша теория описывает Вселенную, это значит, какие-то моменты в описании нам приходится брать на веру. Например, что до пространство-время существовало до Большого Взрыва.

                                                  Условно, попробуйте взять любой вопрос о физике (небо синее) и на каждый ответ задавать вопрос «почему?». В какой-то момент вы упретесь в аксиому.

                                                  Но как в таком случае пояснить гравитационные колодцы, которые создают чёрные дыры?
                                                  Не очень понимаю, в чем проблема объяснения черных дыр? Мы можем их наблюдать, можем ставить эксперименты, предсказывать их поведение и т.п.
                                                  Кстати, черная дыра и есть «гравитационный колодец».
                                                    0
                                                    Так я понимаю, что пространство может существовать в виде других «пузырей» на кластере. Но между ними ведь войды, иначе мы бы наблюдали некий «шов» или прямой переход с предполагаемого удара на юго-восточной стороне модели реликтового излучения.

                                                    Я не говорил о наблюдении, я говорил о прямом методе их описания. То есть о начинке.
                                                    Если это и есть один сплошной гравитационный колодец, тогда почему с имением одной переменной (сингулярности), мы имеем дыры, каждая из которых отвечает звёздной массе от момента коллапса? Почему они поглощают материю с разной силой, формируя при этом квазары, джеты которых надувают Пузыри Ферми с такой силой, которая ровно отвечает гравитационной силе самой чёрной дыры, чтобы газ потом смог упасть обратно?
                                                      0
                                                      Так я понимаю, что пространство может существовать в виде других «пузырей» на кластере.
                                                      Не совсем: горячая Вселенная может существовать в виде пузырей в пространстве, а между ними — да, просто пустое пространство.

                                                      Если это и есть один сплошной гравитационный колодец, тогда почему с имением одной переменной (сингулярности), мы имеем дыры, каждая из которых отвечает звёздной массе от момента коллапса?
                                                      Сингулярность вообще тут не при чем, строго говоря. Сингулярность говорит только о том, что наша теория не работает на определенных масштабах.
                                                      Черная дыра — область в пространстве-времени, заданная энергией, находящейся внутри этой области. Энергия дает кривизну пространства-времени, и все. Любая область, в которой достаточная плотность энергии, будет черной дырой. Еще, строго говоря, черная дыра — это момент в будущем, а не место в пространстве.
                                                      Почему они поглощают материю с разной силой,
                                                      Не очень понимаю, в чем вопрос. Никто никого не «поглощает»: в ОТО это просто движение в пространстве-времени, падение в сторону сингулярности в будущем. В какой-то момент кривизна пространства становится такой, что выйти «наружу» объект уже не может — это виртуальная граница называется горизонтом событий.
                                                        0
                                                        Как это не поглощает? А откуда тогда аккреционный диск? Разве это не вращение материи вокруг дыры?
                                                        Я просто всегда думал, что от того диск и настолько яркий. Так как дыра не может поглотить всё сразу, из-за чего возникает сильное трение и свечение от сотен миллионов градусов.
                                                        Если нет поглощения материи, откуда тогда вращение?
                                                        Я конечно не профессиональный астрофизик, мне сложно спорить. Но разве джеты это не признак того, что происходит сильное вращение, создающее электромагнитное поле, выдавливая энергию к полюсам?
                                                          0
                                                          Как это не поглощает?
                                                          Я хотел подчеркнуть, что слово «поглощает» обладает некоторыми дополнительными коннотациями. С материей не происходит ничего особенного: она продолжает двигаться в пустом искривленном пространстве. Просто в какой-то момент для удаленного наблюдателя она пропадает (или скорее останавливается на горизонте событий).

                                                          Прошу прощения, если ввел в заблуждение.
                                                          Разве это не вращение материи вокруг дыры?
                                                          Верно, но это вращение — просто падение под действием силы тяжести.
                                                          Так как дыра не может поглотить всё сразу, из-за чего возникает сильное трение и свечение от сотен миллионов градусов.
                                                          Не то чтобы дыра не могла «поглотить» все сразу. Просто падение занимает какое-то время, материя движется по спирали в сторону сингулярности (в бесконечном будущем!)
                                                          Если нет поглощения материи, откуда тогда вращение?
                                                          Вот как Луна вращается вокруг Земли — так и материя вращается вокруг черной дыры (медленно падая). А все остальное верно.
                                                            0
                                                            Интересно, куда эта материя падает?
                                                            Если брать Излучение Хокинга, то выходит, что субатомные частицы могут пережить проход через условный квантовый туннель?
                                                            У Вас есть догадки на этот счёт?
                                                              0
                                                              Интересно, куда эта материя падает?
                                                              В сингулярность:) Мы не знаем, что внутри сингулярности, т.к. у нас нет теории квантовой гравитации, которая необходима для описания таких экстремальных режимов.
                                                              Если брать Излучение Хокинга, то выходит, что субатомные частицы могут пережить проход через условный квантовый туннель?
                                                              Не уверен, что вы понимаете под «туннелем». Есть горизонт событий — радиус черной дыры — область, изнутри которой вы уже не выберетесь. Но если бы вы падали в черную дыру, вы бы не заметили перехода через горизонт (в предположении, что дыра большая, и кривизна пространства мала, так что вас не разорвало на атомы).
                                                              Финальное падение в сингулярность, конечно, другой вопрос — тут никто не знает, что случится.

                                                              Про излучение Хокинга — это не очень релевантно в данном случае, т.к. излучаются не те же частицы, что падают в дыру. Я как-то переводил статейку про это дело, там в комментах тоже было обсуждение.
                                                                0
                                                                Под туннелем я подразумевал вот эту воронку.
                                                                Мне всегда казалось, что горизонт событий это условный угол наклона, переход которого уже не даёт выходить обратно. А сам этот угол расположен на воронке.

                                                                Но вот, что самое интересное. Если чайная ложка пульсара весит миллиард тонн, то почему в чёрной дыре возможно появление горизонта событий? Ведь сам горизонт это ещё не точка сингулярности, но уже близко. Тогда почему пульсар бы сразу раздавил гравитацией, а чёрная дыра дала бы пройти горизонт событий?
                                                                  0
                                                                  Под туннелем я подразумевал вот эту воронку.
                                                                  Важно понимать, что центр воронки — это не точка во времени, а момент во времени.
                                                                  Тогда почему пульсар бы сразу раздавил гравитацией, а чёрная дыра дала бы пройти горизонт событий?
                                                                  Пока вы в пустом пространстве, вы не чувствуете кривизны его. Что вы можете почувствовать, это если кривизна резко меняется. Тогда вас буквально может разорвать. Пульсары маленькие, и изменение кривизны пространства на заданном отрезке длины у них очень велико. Черная дыра может быть очень большой, и там на горизонте кривизна велика, но скорость изменения кривизны — нет. Поэтому на размере вашего космического корабля кривизна остается примерно постоянной. И вам ничего не будет.
                                                                    0
                                                                    А как понимать характеристику времени, пройдя горизонт событий? Если время это кривизна пространства, то как понимать его там, где пространство проваливается в гравитационный колодец? То есть, если там пространство падает само на себя, то и время должно себя вести подобным образом.
                                                                    Ведь время нелинейно.

                                                                    Тогда выходит, что попасть на горизонт можно только через массивные чёрные дыры? А если масса недостаточна? Что тогда, падение на аккреционный диск?
                                                                      0
                                                                      Если время это кривизна пространства, то как понимать его там, где пространство проваливается в гравитационный колодец?
                                                                      Пространство не проваливается никуда. Оно искривляется, но нет такой вещи как «движение пространства».
                                                                      Если время это кривизна пространства,
                                                                      Время это не кривизна пространства. Время это координата. Пространство-время как совокупность 4х координат может быть искривлено. Это значит изменение длины объектов и замедление/ускорение времени.
                                                                      То есть, если там пространство падает само на себя, то и время должно себя вести подобным образом.
                                                                      Пространство не падает само на себя. Пространство вообще никуда не падает. Уравнения общей теории относительности нелинейны — это значит, что при не только энергия приводит к искривлению пространства, но и само пространство может искривлять пространство.
                                                                      Ведь время нелинейно.
                                                                      Почему же?

                                                                      Тогда выходит, что попасть на горизонт можно только через массивные чёрные дыры?
                                                                      Что вы имеете в виду под «попасть на горизонт»? Горизонт — это воображаемая линия.
                                                                      А если масса недостаточна? Что тогда, падение на аккреционный диск?
                                                                      я не понял вопроса. Масса для чего? Почему на диск?(кстати, он совсем не у всех черных дыр есть. Например, у тех, которые мы наблюдаем в LIGO, его нет.)
                                                                        0
                                                                        Оно искривляется, но нет такой вещи как «движение пространства».

                                                                        Ну, эргосфера — весьма яркий пример того что можно интерпретировать как движение самого пространства.
                                                                          0
                                                                          Ну да, или гравитационные волны те же. Но это все для удобства бытовых обсуждений.
                                                                            0
                                                                            Так, прежний вопрос Вы хорошо пояснили. За что, кстати, отдельное спасибо.
                                                                            Интересно поболтать с человеком, который собирает данные в обсерватории. Затягивает)
                                                                            У меня будет последний ещё вопрос.
                                                                            Как понять космический горизонт? Почему происходит принцип утекания вселенных за этот непонятный горизонт? И говорит ли этот горизонт о плоской геометрии вселенной?
                                                                            Я как-то читал, что чёрные дыры, при создании электромагнитных волн, крутят их словно кольца вставленные в орбиту. И чем выше скорость, тем быстрее кольца начинают рисовать восьмёрки и уходить в сторону полюса фигурой цилиндра. И при высокой скорости набора газа, там буквально выстрелы высоким гамма излучением (близко к скорости света).
                                                                            Просто странно, что такой выстрел рисует ровный квадрат. С одной орбиты на другую. Будто переворот газа. Пульсары мы наблюдаем из-за вот того мигания. А чёрные дыры не мигают так. Отсюда наверное и принцип зрения как на блазар и лицертиду. Хотя физический (наблюдаемый от света прошлого) объект один и тот же.
                                                                              0
                                                                              Интересно поболтать с человеком, который собирает данные в обсерватории. Затягивает)
                                                                              Я, к сожалению, не собираю данные в обсерватории:( Я занимаюсь квантовой оптикой и гравитационно-волновыми детекторами LIGO.

                                                                              Как понять космический горизонт?
                                                                              Космический горизонт — это просто максимальное расстояние, от которого до нас еще доходит свет. Т.к. Вселенная расширяется, все, что за горизонтом, удаляется от нас быстрее скорости света. Поэтому свет, излученный в том регионе, никогда до нас не дойдет.
                                                                              Почему происходит принцип утекания вселенных за этот непонятный горизонт?
                                                                              Не очень понимаю, что вы имеете в виду под «принципом утекания».

                                                                              И говорит ли этот горизонт о плоской геометрии вселенной?
                                                                              Нет, не говорит.

                                                                              Я не очень понял часть про свет и гамма излучение и черные дыры. В чем именно вопрос?
                                                                                0
                                                                                а не может ли так оказаться, что квантовая гравитация упрется в запреты не позволяющие придать ее свойствам физический смысл??? Типа: господа, все ответы там -за планковским горизонтом. И тогда подход Тегмарка к описанию фундаментальных законов через голую математику без материального референта безальтернативен. Это не приятно
                                                                                  0
                                                                                  Типа: господа, все ответы там -за планковским горизонтом.
                                                                                  Думаю, это неизбежно: собственно, об этом я и говорю выше. Нам придется когда-нибудь принять что-то как аксиому. Собственно, уже более или менее понятно, что мы не сможем ничего сказать однозначного о Вселенной за пределами наблюдаемой части. Или что именно происходит внутри черной дыры. У нас будет хорошая математическая модель, но мы не сможем ее до конца проверить.
                                                                                  И тогда подход Тегмарка к описанию фундаментальных законов через голую математику без материального референта безальтернативен.
                                                                                  При этом мне не близка его идея о мультивселенной. Да, в конечном итоге будет что-то, что нам придется описать математикой, но это не значит, что любое, что мы можем описать математикой, должно существовать.
                                                                                    0
                                                                                    но это не значит, что любое, что мы можем описать математикой, должно существовать.
                                                                                    А вот тут Тегмарк с Вами расходится. Или нет??
                                                                                    Классик- Все действительное разумно, все разумное действительно. и т.к. математический объект есть конструкция формальной логики т.е рационализир. то какой запрет ей не существовать. / если космолог постоянные допустить другими/?
                                                                                      0
                                                                                      А вот тут Тегмарк с Вами расходится. Или нет??
                                                                                      Ну да, как я написал: мне не близка его идея. Как физик, я предпочитаю следовать бритве Оккама и выбирать минимально необходимое описание.
                                                                                      то какой запрет ей не существовать. / если космолог постоянные допустить другими/?
                                                                                      Никакого, равно как никакого запрета на летающих единорогов, какающих радугой, — в другой Вселенной. Только это совсершенно бесполезный подход к описанию мира.
                                                                                      0
                                                                                      У нас будет хорошая математическая модель, но мы не сможем ее до конца проверить.
                                                                                      Я опасаюсь того что мы не сможем даже понять как трактовать полученный математический результат.
                                                                                        –1
                                                                                        Почему? Как сейчас: наша модель говорит, что за пределами наблюдаемой Вселенной пространство бесконечно. Проверить мы это никак не можем. Но отлично можем трактовать.
                                                                                          0
                                                                                          хм. Даже сейчас нет( скорее?) возможности решить проблему выбора м/д теориями инфляции. Хотя их мат модели не содержат ошибок. Как же быть?? А проверить нельзя. «Трактовка» тогда термин бесполезный.
                                                                                            0
                                                                                            Хотя их мат модели не содержат ошибок.
                                                                                            Эти мат модели неполны, т.к. они пока не позволяют описать наблюдения.
                                                                                            Как же быть??
                                                                                            Никак, но это не страшно. Физика — это наука о наблюдаемой Вселенной. У нас нет задачи составить полную теорию. Мы хотим иметь возможность описать любое наблюдение и предсказать будущие наблюдения. Что происходит за пределами нашей наблюдаемой Вселенной — вопрос философии, а не физики.
                                                                                    –1
                                                                                    «Пространство не проваливается никуда. Оно искривляется, но нет такой вещи как «движение пространства»…
                                                                                    Т.к. Вселенная расширяется, все, что за горизонтом, удаляется от нас быстрее скорости света.»

                                                                                    Всё-таки есть такая вещь, как «движение пространства». Ведь не сквозь неподвижное пространство летит от нас быстрее света вся материя за космологическим горизонтом. А вместе с пространством. И если быть последовательным, то надо признать, что и за гравитационным горизонтом вокруг сингулярностей чёрных дыр пространство движется быстрее света вместе с содержащейся в нём материей.
                                                                                    Такова природа гравитации, а искривлённая метрика в ОТО лишь отражает это движение пространства — его расширение в сторону поглощающей его материи. И не создать рабочую теорию квантовой гравитации, если она не учитывает природу этого явления. Которая на квантовом уровне выражается в постоянном удалении квантами материи (фотонами) давящих на них квантов пространства — взаимно сжатых элементов плотной среды.
                                          –1
                                          Shkaff
                                          Мы объясним, как пространство-время возникает из чего-то еще, но тогда надо будет объяснять, откуда взялось это что-то. Это бесконечный аргумент

                                          Не согласен. — Уже разработана математика где есть Бесконечно Большое Число — число больше которого нет, то есть прибавить 1 к нему не получится.

                                          И эта математика вполне соответствует (эквивалентна) всем теоремам математического анализа изучаемого в вузах (где бесконечно большая величина не является числом).

                                          Так что ваш аргумент потерял смысл.
                                            –1
                                            Это где же такая математика разработана?
                                              0
                                              Кем — Абрахам Робинсон
                                              Когда — 1961

                                              А вот где? — это вопрос.

                                              В 1935 году Робинсон поступил в иерусалимский Еврейский университет, который окончил с отличием и был направлен в Париж (1939) для продолжения образования в Сорбонне.

                                              Потом Англия, где был зачислен в ряды движения «Сражающаяся Франция» в качестве эксперта по аэродинамике и полётам со сверхзвуковыми скоростями. К концу войны он стал выдающимся специалистом в этой области, однако продолжал исследования по математической логике, которой увлёкся в университете.

                                              В 1946 году он получил диплом от Еврейского университета, а в 1949 году защитил кандидатскую диссертацию в Лондоне на тему: «Метаматематика алгебраических систем».

                                              В 1951—1957 гг. занимает кафедру прикладной математики в Торонто (Канада), затем 5 лет преподаёт в Еврейском университете.

                                              В 1962 году Робинсон окончательно переселяется в США. Первые 5 лет он преподавал в Калифорнийском университете (Лос-Анджелес).

                                              В 1967 году Робинсон перешёл в Йельский университет.

                                                –1
                                                Ну расскажите же, не томите!
                                                  –1
                                                  Ну расскажите же, не томите!

                                                  Хм. Так я же ответил на ваш вопрос — «Это где же такая математика разработана?»
                                                  И не только где, но и когда и даже… кем.
                                                  Вы хотите что? — Подробно тут узнать о «Нестандартном анализе»?

                                                  Я думаю, вы сами поймёте, что применяя его, ваш первоначальный тезис про «бесконечный аргумент» теряет смысл.
                                                    0
                                                    Вы тут оба неправы, taujavarob, Shkaff. Нестандартный анализ (хоть он и существует) тут совершенно непричём. Наличие математической теории не означает её автоматическую применимость к физическому миру. Физика «сама выбирает», какая математика адекватна реальности и может быть использована.

                                                    А Шкафу скажу, что его космологические воззрения для меня удивительны и совсем никуда не годятся. Вы упираете на причинность, что возникновение пространство обязано чему-то ещё, нам неизвестному. Это основано на наших бытовых предрассудках, ОТО (скорее квантовая гравитация) как раз вполне могут поставить в вопросах причинности точку, сделав пространство-время самодостаточным с точки зрения возникновения или правильнее сказать его бытия (тут сложно подобрать уместный термин).
                                                      0
                                                      Вы упираете на причинность, что возникновение пространство обязано чему-то ещё, нам неизвестному.
                                                      Это вы как-то не так меня поняли. Конечно, пространство-время вполне самодостаточны (я об этом и пишу с начала треда).
                                                        0
                                                        Tyusha
                                                        Физика «сама выбирает», какая математика адекватна реальности и может быть использована.

                                                        Это философский тонкий момент. Не зря вы взяли в кавычки «сама выбирает».

                                                        «какая математика адекватна реальности» — вспомнился Лобачевский — которого просто сгнобили за то, что его геометрия неадекватна реальности. Да и сам он пытался доказать, что его геометрия адекватна реальности на больших расстояниях — запирался в актовом зале универа и… мерил там углы. Хм.

                                                        гипотеза математической Вселенной, то есть утверждение о том, что внешняя физическая реальность, описываемая посредством «теории всего», является математической структурой. Итак, если вы верите во внешнюю реальность, независимую от людей, то вы должны поверить и в то, что наша физическая реальность является математической структурой. Ничто больше не имеет свободного от «багажа» описания. Иными словами, мы живем в гигантском математическом объекте — гораздо более сложном, чем додекаэдр, и, вероятно, даже гораздо более сложном, чем объекты с пугающими названиями вроде многообразий Калаби — Яу, тензорных расслоений или гильбертовых пространств, которые появляются в передовых современных физических теориях. Все в нашем мире чисто математическое — включая нас самих.


                                                        «человеческого «багажа» вроде понятий «частица», «наблюдение» и других слов естественного языка.» — то, что вы, Tyusha, называете «физикой», поди.

                                                        И подумалось мне — если бы Shkaff изначально изучал в универе «Нестандартный анализ» (Ну, он бы уже был тогда «Стандартным анализом», а то что сейчас «Стандартный анализ» стал бы типа «Нестандартным анализом»), где есть самое большое число — назовём его «Б», то смог бы он сказать что есть такой «бесконечный аргумент»?
                                          0
                                          Нет, это не так (в общепринятых теориях). В современной космологии пространство существует независимо от большого взрыва (и до большого взрыва).


                                          Мне удивительно это слышать, особенно от вас! Вы неправы категорически. В таком случае нарушается космологический принцип. Во-первых, появляется возможность указать центр взрыва, в во-вторых появляется край Вселенной.

                                          Конечно можно сказать, что инфляция «унесла» край настолько далеко, что для нас его нет. Но всё же… он есть!
                                            0
                                            А где этот край?

                                            Как тогда пояснить наблюдение галактик, которые ушли на 30 млрд. световых лет, если Вселенной 13.8?
                                              0
                                              Я не очень понимаю, в чем именно я не прав? И как существование пространства до большого взрыва позволит вам определить его «центр»?
                                  –1
                                  Плоская Земля, плоская Вселенная… что дальше? плоская мультивселенная?
                                    +6
                                    Плоские шутки.
                                    –3
                                    " из-за того, что прямые линии в сферической геометрии представляют собой большие окружности, треугольники получаются более пухлые, чем их евклидовые аналоги, а сумма углов больше 180 градусов"

                                    Наверное, наоборот, треугольники в римановой (сферической) геометрии получаются меньшей площадью, чем треугольники в евклидовой. Вторые получаются из первых, если через середины их сторон провести прямые касательные — такой евклидов треугольник имеет большую площадь.

                                    Физически евклидово пространство превращается в риманово из-за преобладания в нём гравитации, стягивающей пространство, над его расширением. Мысленно поместите в центр евклидова треугольника, образованного в пространстве лазерными лучами, исходящими из его вершин, массивное тело. Гравлинзирование каждого луча сместит его в сторону тела, и он пересечёт смежный луч в более близкой к телу точке, чем прежде. Поэтому сумма углов риманова треугольника будет больше 180, а площадь уменьшится.
                                      0
                                      «Плоская земля» — вся физическая вселенная с околонулевой кривизной в космологическом масштабе.
                                      «Три/Четыре слона» — фундаментальные взаимодействия, на основе которых существует физический мир.
                                      «Черепаха» — универсальная сила, объединяющая все фундаментальные взаимодействия (точнее, они являются проявлениями этой единой силы).
                                      «Вода, в которой плавает черепаха» — энергия вакуума, «эфир» (не лучезарный эфир древних), «тёмная энергия»…
                                        0

                                        А потом учёных, доказавших, что вселенная имеет искривлённую форму, будут сжигать на кострах

                                          0
                                          массаракш… )
                                          А вообще интересно читать о связи топологии и относительности скорости, в частности в лекциях Фейнмана очень интересно излагалось
                                            +1
                                            Читая комментарии, заметил, что у некоторых людей неправильное представление о «большом взрыве».
                                            Ребята, это всего лишь термин. Он не означает взрыв. Там заложены принципы инфляции. Инфляция не происходила из одной точки. Это энергия помещалась в одну точку. Поэтому у вселенной нет центра того «взрыва». Расширение происходило везде, имея при этом скорость выше света, так как скорость эта набиралась там, где нет пространства. Модель МФИ говорит о том, что температура такой точки могла достигать числа, у которого 32 нуля. И всё это происходило до тех пор, пока глюоны не завязали кварки. То есть до момента первичной рекомбинации водорода.
                                              0
                                              Т.е. полагается что гипотетическая субстанция типа вакуума, т.е скалярного поля энергии недифференцированной природы совершила фазовый переход ??
                                                –2
                                                Вакуум это не субстанция. Это среда (пустое пространство). Она может быть заполнена газом или полями.
                                                И совершить фазовый переход она не могла, так как её не было ещё. До остывания ещё долго, так как в начале была только плазма из глюонов и кварков, в следствии чего образовались барионы.
                                                Вакуум образовался уже после всех рекомбинаций. Так как вселенная стала прозрачной. Гравитация стянула газ, он остыл, родились звёзды. Электромагнитное поле в виде фотонов могло уже спокойно проходить через пустое пространство.
                                                  0
                                                  Вакуум это не субстанция. Это среда (пустое пространство). Она может быть заполнена газом или полями.
                                                  Да что вы говорите??!!! Вакуум это пустое множество или все же это скалярное поле, с энергией !=0, т.е это не материальный объект??? И почему состояние истинного вакуума не может быть материей, т.е субстанцией. Пустое пространство это как???
                                                    –2
                                                    Поля важнее материи. Так как взаимодействие полей и порождает материю. Если вакуум это материя, то каким образом возможна флуктуация?
                                                    Должны происходить колебания. И мы как раз их наблюдаем с разными спектрами.
                                                    По той же причине люди выводят телескопы на орбиту. Так как атмосфера планеты состоит как раз из материи. Эта материя (в виде газа) замедляет в своих слоях движение волн (например свет объектов разных спектров свечения), из-за чего происходит искривление, которое загрязняет данные наземных телескопов.
                                                      0
                                                      Нет. Вы не путаете материю и вещество ?? Материя это по сути эквивалент энергии, т.е фундаментальной силы. и да е=мс2 где тут место для пустоты? и да
                                                      youtu.be/TFxkJyXV7Gg?t=1098 пространство по сути есть скалярное поле энергии.
                                              0
                                              В тороидальной модели Вселенной есть одно любопытное свойство — существует четырехмерное пространство «внутри» тора (откуда происходит расширение) и «снаружи» тора (куда Вселенная расширяется). Пользуясь этим свойством, можно строить интересные и бредовые гипотезы. Например, в процессе расширения, массивные объекты, благодаря своей инертности, стремятся оставаться «внутри» четырехмерного пространства, в результате чего и происходит искривление трехмерного пространства (ОТО). Можно пойти дальше и предположить, что если в какой-то момент Вселенная перестанет расширяться — тогда исчезнет и гравитация :)
                                                +2
                                                существует четырехмерное пространство «внутри» тора (откуда происходит расширение) и «снаружи» тора (куда Вселенная расширяется).
                                                Хм, не уверен, что понял откуда берется четырехмерное пространство. Вообще говоря, топология пространства не требует наличия четырехмерного пространства: кривизна это внутреннее свойство пространства, вне зависимости наличия высших размерностей.
                                                  0
                                                  Гравитация никуда не исчезнет. Это всё равно что отрезать кусок стандартной модели.
                                                  Другое дело, что объекты могут покинуть орбиты захвата. Тогда они просто не притягивают-друг-друга.

                                                  Но если Вселенная замедлит расширение, не говорит ли это о том, что как раз гравитация тянет всё в обратную сторону? Производя так называемое большое сжатие.
                                                  Но это довольно странно, так как расширение только набирает скорость.
                                                    0
                                                    Для того, чтобы нам вообразить искривлённые пространства даже низших размерностей (двухмерие), нам необходимо вложить его в пространство большей размерности. Но это лишь способ «изобразить» его. Самому кривому пространству «этого не надо». Для существования искривлённого трёхмерного пространства совершенно не нужно четвёртого измерения и всех тех феноменов, о которых вы говорите.

                                                    Кстати в самой статье говорится, что двумерный тор может быть плоским по своей внутренней метрике, но вот только даже в наше плоское трёхмерное пространство мы такой тор вложить не можем, и нам приходится загнуть скатанную колбаску, чтобы замкнуть её в бублик.
                                                    +1
                                                    Как-то я уже заскучала без картинок Итана. (Если кто помнит такого.)
                                                      0
                                                      Интересно а как называется геометрия вселенной Симпсонов?

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое