Время и пространство в черных дырах

aleeva

www.computerra.ru/offline/2004/561/36103/
Очень интересным и на первый взгляд неожиданным свойством черных дыр является то, что, как показал советский астрофизик И. Д. Новиков, внутри них пространственные и временные координаты меняются местами.
Наглядно это можно представить следующим образом. Будем рассматривать не трех-, а двухмерное пространство, причем вообразим его в виде куска гибкой пленки. Направим ось времени перпендикулярно этой пленке. А теперь поместим на пленку тяжелый шар и начнем постепенно его сжимать. Пленка под шаром будет изгибаться все сильнее и сильнее, пока, наконец, стенка «вмятины» не станет вертикальной. Мы получили модель черной дыры. Нетрудно заметить, что некто, путешествующий по стенке «вмятины», будет, таким образом, перемещаться по оси времени.
Существует еще одно любопытное следствие из этого обстоятельства. События, произошедшие во «внешнем» мире за определенный интервал времени, внутри черной дыры будут располагаться вдоль некоторого пространственного промежутка. Иными словами, внутри черной дыры содержится информация обо всех, даже еще не произошедших событиях в течение всего времени существования Вселенной.
т.е. выходит все предопределено?

kiritsev

да похоже на то, но попробуй что-нить узнать у чёрной дыры

stm6662307

внутри них пространственные и временные координаты меняются местами.
это врядли

ddeev

Скажем, поменяться пространственные и временные координаты не могут. У них размерность разная.

vnuky7

фигня.

Denton

>> У них размерность разная.
Одинаковая.

ddeev

В пространстве Минковского временной координатой называется вполне определеное направление.

stm6662307

зато знаки разные

stm6662307

в пространстве минковского и нет черных дыр

ddeev

Но наше пространство есть пространство Минковского с чуть измененной метрикой.

vnuky7

чорных дыр не существует.

ddeev

Да ну. Докажи!

vnuky7

Просто смотря какую теорию брать. Например по Логунову- не существует.

zuzaka

Пардон, не очень признанная теория. Можно почти с тем же успехом сослаться на Писание или Аристотеля.

ddeev

А какого года эта теория?

vnuky7

Такая же как другие. Вообще дофига теорий существует в которых нет места чорным дырам.

vnuky7

А хз. свежая вообщемто.

ddeev

Есть философские теории, что мира вообще нет

zuzaka

> Есть философские теории, что мира вообще нет
А есть компромиссные теории. Толстой, например, утверждал, что есть мир, а есть война.

vnuky7

Да вроде как не философская. Там правда хуйня какаято. Почемуто квант гравитационного взаимодействия имеет ненулевую массу. Это легло краеугольным камнем в моё сознание. :-)

aleeva

чорных дыр не существует.

в этом треде считается, что они существует. Обратное утверждение - флуд и оффтоп.
Давайте не будем уклонятся от темы. Мне хотелось бы услышать авторитетное мнение по поводу приведенного фрагмента статьи. Вот.

ddeev

Все теории, которые не являются следствием уже существующих, по своей сути есть философские теории.
Наука не мыслит.(с) М.Хайдеггер

stm6662307

откудаж тогда взялась первая теория

stm6662307

Почемуто квант гравитационного взаимодействия имеет ненулевую массу

а в чем проблема ?

vnuky7

тогда он создает поле.

stm6662307

правильно, гравитоны тож обмениваются гравтонами только более маленькими.

vnuky7

И так до упора?

zuzaka

Я в вопросе не спец, но мне кажетсяс, причина недоумения понятна: масса сама по сабе означает вз-действие с другими массами посредством гравитации. Иначе о ней не имеет смысла говорить. И посредством чего кванты гравитации ггравитационно взаимодействуют? Посредством других квантов гравитации?

stm6662307

да, ряд сходится и дает закон всемирного тяготения.

vnuky7

С чего это он сходится?

stm6662307

посчитали наверн.

yurimedvedev

Константа гравит. взаимодействия значительно меньше единицы.
Вспомним классическую электродинамику. Там тоже заряды общаются друг с другом фотонами. Фотоны порождают виртуальные электроны, которые также порождают фотоны ad infinitum. Их весьма наглядно описал Фейнман в виде своих диаграмм. Однако, если составить сумму всех взаимодействий в виде ряда по всем диаграммам и просуммировать его, получится вполне конкретное конечное число. Эта сходимость обусловлена тем, что константа э.м. взаимодействия ~1/137, что меньше единицы.
У гравитационного она еще меньше. Т.е. если у гравитона есть масса, то получающиеся при этом бесконечные ряды замечательно суммируются.

vnuky7

во, круто. спсб.

yurimedvedev

Массивные гравитоны тоже испускают гравитоны. Такие же, как они сами. Только, поскольку их масса мала, они их реже испускают (напряженность поля вокруг гравитона меньше, чем вокруг, к примеру, яблока). Порожденные в малом количестве гравитоны, тоже порождают с той же интенсивностью другие гравитоны. В общем, ряд сходится и полное кол-во гравитонов в любой (не сингулярной) области пространства конечное.

zuzaka

Я уже понял, сенькс

vnuky7

кафедра космических лучей, однако! :-)

natunchik

Наглядно это можно представить следующим образом. Будем рассматривать не трех-, а двухмерное пространство, причем вообразим его в виде куска гибкой пленки. Направим ось времени перпендикулярно этой пленке. А теперь поместим на пленку тяжелый шар и начнем постепенно его сжимать. Пленка под шаром будет изгибаться все сильнее и сильнее, пока, наконец, стенка «вмятины» не станет вертикальной. Мы получили модель черной дыры. Нетрудно заметить, что некто, путешествующий по стенке «вмятины», будет, таким образом, перемещаться по оси времени.

П[censored]издец бред! А давайте поместим не тяжелый шар, а йожика! А ось времени направим не перпендикулярно пленке, а параллельно, а перпендикулярно направим ускорение! Тогда еще и не такая х[censored]уйня получится!
А то их предположение как-то не тру. Из него следует всего лишь то, что космонавты на МКС живут в будующем относительно нас. Это не сносит крышу!

stm7543347

Там, вообще-то, была аналогия для тех, кто не способен понять сразу, представив в четырёхмерном просторанстве. Она не расчитана на тех, кто не понимает аналогий.

natunchik

ОК. Аналогия. Но почему именно ось времени надо направлять перпендикулярно пленке? И почему она (пленка) должна изгибаться?

stm7543347

Потому что. Плёнка в данном случае символизирует пространство. Конкретно две оси плёнки ставятся в соответствие нашим трёхмерным осям.
Дальше объяснять?

electricbird

>Но почему именно ось времени надо направлять перпендикулярно пленке?
>И почему она (пленка) должна изгибаться?
потому что нужна аналогия с чд, а не с хз

natunchik

Ок. Прокомментируйте
>Из него следует всего лишь то, что космонавты на МКС живут в будующем относительно нас.

stm7543347

Откуда ты это взял? Там если и есть какое будущее, то микросекунды, и ЧД тут ни при чём... ИМХО.

natunchik

Как откуда? Из приведенной аналогии!
Что типа любая масса немножко утаскивает все окружающее в прошлое.
Черная дыра просто утаскивает очень сильно!
На мой взгляд, то, что из этой аналогии следует то, что МКС находится чуть-чуть в будующем относительно нас, является доказательством несостоятельности аналогии.

stm7543347

Чёрные дыры от нас далеко, а МКС - близко. Я ж сказал, наносекунды. Этого не заметить.

varhand

Аналогия только иллюстрирует, но не несет в себе основныз принципов.
Важно наличие у ЧД горизонта событий - вот он и порождает все эти парадоксы со временем.
(поскольку у МКС горизонта событий нет, т.е. нас от МКС не отделяет никакой горизонт событий, то ее не стоит тут обсуждать)

atboy

Только вот не надо говорить, что в подобного рода теориях, как электродинамика и, уж тем более, теории гравитации, так всё гладко. Нельзя сказать, что так всё замечательно суммируется. В подобных теориях возникает огромнейшая проблема перенормировки. Для незнающих поясню, что перенормировка - фактически заметание мусора под ковёр. Суть всего этого - в теории возникают нефизические бесконечности. Так вот эти расходимости пытаются замести под ковёр, переопределив должным образом константы связи - массу, заряд и т.д. (отсюда - перенормировка массы, заряда...) Подобного рода теории, в которых эти расходимости удается скрыть, называются перенормируемыми. К таким относятся квантовая электродинамика, неабелевы теории Янга-Миллса (современная теория КХД, суперКЭД, теории великого объединения...). Но вот теорию гравитации к такому числу теорий не относится. На сей неизвестно ни одной разумной физической перенормируемой теории гравитации. Если удается исправить и решить проблему расходимости, то возникают не менее важные проблемы - унитарность, причинность. Так что прошу быть очень осторожным в подобного рода высказываниях по поводу суммирования бесконечных рядов. Кстати, как известно, проблема бесконечностей возникает и в любимой нами классической электродинамике.

natunchik

Я лично выжу что-то глубоко порочное в удверждении, что МКС находится слегка в будующем относительно нас, хотя бы даже и на нано-секунды. И что космонавт, спускающийся на землю, совершает путешествие в прошлое. По крайней мере, в терминах "прошлое" и "будующее" описывать перипетии судьбы космонавта точно не стОит.
С другой стороны, наличие у ЧД т.н. "Горизонта Событий" ака "Сферы Шварцшильда" вообще делает практически бессмысленным разговор о том, что там, у нее внутри, происходит, потому что внутри у нее ничего нет =) А если уж и говорить о том, что у нее внутри _может быть_, то не в терминах "поверхность становится вертикальной" (совершенно не становится, кстати, там же типа как бы log X вблизи нуля должен быть) "пространство и время меняются местами" етс. Кста, если попытаться подумать в таких терминах (представить себе логарифм, или, например, -1/x то получается, что в той самой ЧД только прошлое есть. Или только будующее. Но не оба сразу.
Но я бы не стал думать в таких терминах.

stm5539210

Модель черной дыры - увы пока что не более чем умозрительные заключения никак к сожалению даже косвенно не доказуемые, потому что что там внутри - никто не знает до сих пор.
Вывод, который в последнем предложении на мой вгляд странный какой-то. Либо что-то пропущено и лично мне увы не понятно откуда он взялся 8- , либо это мнение автора статьи, который скорее всего маловато знает про то, что пишет.

stm5539210

вот это зря ты так... за послдение два года между прочим астрономия + астрофизика поулчили столько новых сведений, как за последние лет 20-25, Так вот одни из самых революционных из них связаны с понятием темной материи, на которую приходится оказыватся большая часть массы вещества во Вселенной и в том числе с неким явлением, которое называют черной дырой.

stm6662307

а что в центре земли известно точно ?

stm5539210

нет, и что? Там не что что в центре, что в коре делается никто толком не знает. Вот например опираясь на результаты исследования земной коры ультравзуковыми, микро- и проч. волнами пришли к примерному теоретическому её строению. Так вот когда стали бурить Кольскую сверхглубокую скважину, по после первых 5 км. пошло то, чего никто вообще не ожидал, состав коры другой, толщины слоев, плотности и механ. характеристики тоже. Сломали например алмазный бур, который по идее должен брать все подряд...

stm6662307

так что докопался до ЧД, не мешай людям диссертации получать.

stm5539210

Так и не мешаю, просто не соглаен с утв, что мол черных дыр не существует. Вот например лет 150 назад, говорили, что человек никогда в космос не полетит...

varhand

Я думаю под "переменой мест координат" имеется в виду, что времениподобные интервалы могут стать пространственноподобными и наоборот. (Кажется, такое там действительно происходит)

privaler

народ, вы, прежде чем оперировать красивыми понятиями, хотя бы прочитайте книжку по специальной теории относительности. тогда
1. указывайте систему координат(имеется ввиду четырех-пространство в которой вы пытаетесь описать явление
сразу скажу - все очень по-разному выглядит в различных системах
2. про "будущих, прошлых" - вспомните СТО и понятие горизонта событий, сформулируйте с учетом (1) и подумайте
когда вы сделаете это, то у меня может быть перестанут возникать вопросы типа -
что такое размерность времени?

electricbird

>хотя бы прочитайте книжку по специальной теории относительности
ты уже прочёл? тогда поясни мне, плиз, эту строчку:
Иными словами, внутри черной дыры содержится информация обо всех, даже еще не произошедших событиях в течение всего времени существования Вселенной.

privaler

это не мои слова - я их обьяснять не могу, поскольку их не понимаю.
сформулируй, пожалуйста, тоже самое в терминах соответствующей науки

stm7543347

А чё те не нравится размерность времени? Помнится, в самой такой диагональной системе координат по одной из осей откладывается ct.

stm7543347

Слушай, тебя не пугает, что для нас с тобой время течёт неодинаково? Мы ж друг относительно друга движемся, да ещё и неравномерно...

Rumata

Наглядно это можно представить следующим образом. Будем рассматривать не трех-, а двухмерное пространство, причем вообразим его в виде куска гибкой пленки. Направим ось времени перпендикулярно этой пленке. А теперь поместим на пленку тяжелый шар и начнем постепенно его сжимать. Пленка под шаром будет изгибаться все сильнее и сильнее, пока, наконец, стенка «вмятины» не станет вертикальной. Мы получили модель черной дыры. Нетрудно заметить, что некто, путешествующий по стенке «вмятины», будет, таким образом, перемещаться по оси времени.
Вот наглядная картинка:

(Взято из книги Стивена Хокинга КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ВРЕМЕНИ ОТ БОЛЬШОГО ВЗРЫВА ДО ЧЕРНЫХ ДЫР http://psylib.org.ua/books/hokin01/index.htm см. также "Природа пространства и времени" С. Хокинга и Р. Пенроуза - есть в папке ).

Rumata

Вспомним классическую электродинамику. Там тоже заряды общаются друг с другом фотонами. Фотоны порождают виртуальные электроны, которые также порождают фотоны ad infinitum.

Кстати, например кварки сами являются цветными (несут сильный заряд - в отличие от фотонов, которые электрически нейтральны). Насколько я помню, именно это является причиной более быстрого убывания поля сильных взаимодействий в зависимости от расстояния (не по закону обратных квадратов) - почему они действуют только внутри ядер. За дополнительное взаимодействие между квантами сильного поля отвечает дополнительный член в Лангранжиане, который происходит из неабелевости калибровочной группы (SU(3) вместо U(1) как в случае эл-магн. взаимодействий). То же имеет место и для слабых сил (неабелева калибровочная группа SU(2.

privaler

Насколько я помню, именно это является причиной более быстрого убывания поля сильных взаимодействий в зависимости от расстояния (не по закону обратных квадратов)
насколько я помню, правильно помнишь
За дополнительное взаимодействие между квантами сильного поля отвечает дополнительный член в Лангранжиане
странная фраза - он как раз идолжен быть введен Лангранджан, чтоб описать действие
а так - я даже не понял к чему фраза
кстати, ты теоретик? который курс? физик?

Rumata

ты теоретик? который курс? физик?
По правде сказать я математик Может поэтому и появилась "странная фраза" - я воспринимаю Лагранжиан заданным аксиоматически Ну то есть причиной является конечно то, что в неабелевом поле появляется член с коммутатором потенциалов.

privaler

stm6662307

где теорию поля изучали ?

electricbird

>Слушай, тебя не пугает, что для нас с тобой время течёт неодинаково?
вероятно, в этом есть что-то глубоко порочное

aleeva

о, спасибо за источник!

oleg1966

хрень!
Будем рассматривать не трех-, а двухмерное пространство, причем вообразим его в виде куска гибкой пленки

а почему ж не одномерное тогда?
Направим ось времени перпендикулярно этой пленке

интересно... а кто сказал, что она перпендикулярно направлена?!
Нетрудно заметить, что некто, путешествующий по стенке «вмятины», будет, таким образом, перемещаться по оси времени.

мда? а этот кто-то знает про понятие максимальной скорости распространения взаимодействий?
Кстати, почему "во всей вселенной"? даже в этой модели с переходом пространство - > время, пространство вырождается в точку и узнать можно только события этой точки, которых, очевидно, нет ввиду вырожденности.

privaler

>а почему ж не одномерное тогда?
-вышли из пункта А и Б...
-а зачем вышли - можно же было выехать

>интересно... а кто сказал, что она перпендикулярно направлена?!
они и сказали -
Направим ось времени перпендикулярно этой пленке
а почему это они могут сделать - возми четырех-пространство и попредставляй сечения и проекции - станет понятнее

>мда? а этот кто-то знает про понятие максимальной скорости распространения взаимодействий?
и где там противоречие?

oleg1966

-вышли из пункта А и Б...
-а зачем вышли - можно же было выехать

угу! давай анекдоты потравим, блин...
и где там противоречие?

про инвариантность интервала слышал? меняя на диаграме Миньковского оси, не меняешь вида воронки, а если одну пространственную ось направить параллельно времени (так говорится в оригинале то получается снова вырождение.
банально - если проекция плоскости есть линия, то невозможно говорить о плоскости как о понятии, так как мы уже в одномерном пространстве.

privaler

>угу! давай анекдоты потравим, блин...
> а если одну пространственную ось направить параллельно времени (так говорится в оригинале)
мне показалось, что там рассматривают гиперповерхность, те. срез, а ничего не совмещают - просто выкинули еще одну пространственную компонену

terkin

Этот ряд расходится, умник
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: