Чому великий чубок не просто створив велику чорну діру?

Питання, про які я часто замислювався:

1) Якщо вся матерія та енергія були зосереджені в одній точці на великому ударі, то чому це не була чорна діра, або чому вона не утворила її?

2) Якщо причина №1 вище не сформувала чорну діру - це одне з декількох пояснень, таких як інфляція чи все інше, то чому вся маса та енергія не утворювали велику чорну діру в якийсь кінцевий час після цього великого удару сталося? Наприклад, я (можливо, неправильно) чув, що інфляція зробила Всесвіт розміром оранжевого кольору. Ну чому ж тоді не утворилася чорна діра? Або колись Всесвіт розширилася до, скажімо, розміру Місяця. Чому б тоді не? Просто вставте потрібний розмір замість "помаранчевого" або "місячного". Питання в тому, чому після великого удару не утворилася чорна діра з усієї матерії та енергії?

Спасибі.

Ваша проблема, по суті, випливає з спроби застосувати логіку Schwarzchild чорної діри, припущення якої в значній мірі максимально порушені при великому ударі.

Наступні були правдою на великому ударі та порушили звичну логіку формування чорної діри.

Подія відбулася всюди в космосі, а не насправді точково. Зокрема, енергія була рівномірно розподілена скрізь. Таким чином, чистий гравітаційний потенціал був майже нульовим, і не було жодної точки, до якої все могло б обвалитися. Крім того, оскільки речі були скрізь, не було простору вакууму (у просторі простору та часу, не менше) поза зоною руйнування. Крім того, справи швидко рухалися, знаходилися в сильному збудженні і не знаходилися в тепловій рівновазі (поки не вдарила інфляція, а потім речі були занадто розведені і причинно відключені, щоб масово розпастися).

Щодо того, що ми могли б описати Всесвіт як час , ми не маємо уявлення. Загальна відносність має там космічну особливість, і вона згодом не може сказати нічого іншого. Очікується, що загальна відносність не є правильним описом простору часу в доінфляційну епоху, значною мірою тому, що квантова механіка вводить значні ефекти в тих умовах, і добре відомо, що дві теорії несумісні.$t=0$

Редагувати:

Це питання вже багато разів задавали фізичним особам.

/physics//q/20394/55483

/physics//q/3294/55483

/physics//q/26435/55483

Можливо, відповіді там будуть висвітлюючі.

Чорна діра - це область простору часу, розділена горизонтом подій, що означає, що жодні сигнали зсередини не можуть поширюватися назовні, незалежно від того, скільки часу хтось чекає. Місцево, в горизонті подій немає нічого особливого; якщо ви потрапляєте у чорну діру, нічого не позначає, що ви перетнули, і немає місцевого експерименту (короткий за простором та тривалістю), який би сказав вам, що ви вже приречені. Найважливішим концептуальним спостереженням тут є те, що засіб «чорної діри» визначається не місцевими умовами, а більшою структурою простору часу.

Це означає, що мислення про чорні діри як по суті визначається певною щільністю - це помилка. Це зрозуміло, якщо подивитися на щільність простого випадку чорної діри Шварцшильда: чим більша чорна діра, тим вона менш щільна (хоча для обсягу застосовуються деякі застереження ). Немає чарівної точки густини для чорних дір; чи щось утворює чи не утворює чорну діру, визначається глобальними умовами простору та часу.

EDIT : точка @zibadawa Тіой щодо однорідності є дуже актуальною. Оскільки всі точки в просторі рівноцінні, немає жодної спеціальної точки, навколо якої міг би формуватися абсолютний горизонт подій, щоб закрити його незалежно від спостерігача, і, отже, немає чорної діри. Це найважливіша відмінність, в якій масштабна структура простору та часу у рішеннях Big Bang сильно відрізняється від сценаріїв краху зірки.

1) Якщо вся матерія та енергія були зосереджені в одній точці на великому ударі, то чому це не була чорна діра, або чому вона не утворила її?

Матерія та енергія не були потрібні зосереджені в одній точці. Існують лише космології Великого вибуху, для яких це навіть корисна аналогія - це ті, що стосуються замкнутого Всесвіту, що, безумовно, не всі. Але це окреме хибне уявлення.

Але, наскільки нам відомо, локальна щільність в кожній точці дійсно розходяться в нескінченність в кінцевому минулому. Так що все ще має сенс запитати , чому не зробили , що причина утворення чорної діри. Але відповідь на це простий: це не так, тому що для цього немає причин, оскільки величина локальної щільності не має значення.

Питання в тому, чому після великого удару не утворилася чорна діра з усієї матерії та енергії?

Нам не потрібен спеціальний механізм для його запобігання, оскільки немає загальної причини, щоб він став чорною дірою в першу чергу.

Я кваліфікуюсь із "загальним" тут, бо є сенс, коли космологія закритої Всесвіту вже схожа на внутрішність чорної діри, а Всесвіт у цілому може навіть згадатись як Велика криза , імітуючи більш звичайний вид зоряного колапсу в чорну діру. Емпірично виключається Великий кризис завдяки виявленню, що космологічне розширення все ж прискорюється.

Таким чином, знову ж таки, чи утворює вона (чимось подібну) чорну діру, залежить від масштабної структури простору часу, якою б не була велика або мала місцева щільність.

Що кажуть вчені, це те, що маса не існувала в перший раз, це була чиста енергія, а інфляція сталася з дуже високою швидкістю (більш ніж у 50 разів швидше світла), тому навіть тоді, коли з’явилися частинки і маса (менше 1 мільярда енергія перетворювалася на масу, речовину та антиматерію наступним чином: E = mc ^ 2) була дуже велика швидкість розширення, така що Водень та Гелій утворювались у швидкостях (75% H, 25% He та дуже мала кількість Li ) але жодні важчі елементи, як стверджують вчені, щільність швидко і рівномірно зменшувалася (за хвилини через швидкість розширення), з іншого боку, Blackhole вимагає дуже високої щільності маси для формування.

Так сталося, що початкові умови сильно відрізнялися від великої зірки / наднової і призводили до різних результатів.

Чорна діра, що створюється, скажімо, розпадом зірки, має порожнечу з одного боку, і матерія, що рухається в одному напрямку (у напрямку до центру), з іншого стає все більш щільною з плином часу.

Великий вибух являє собою майже навпаки - вся матерія була оточена рівною кількістю однаково щільної матерії і вся матерія віддалялася одна від одної. У такому єдиному Всесвіті немає нічого, що може викликати поодинокий крах.

Набагато пізніше, коли щільність і швидкість розширення були нижчими, існує можливість випадкового руху набрати достатню масу, щоб створити чорну діру ... Однак, у цьому випадку ви, мабуть, говорите про мільярди чорних дір - що на сьогодні було б незліченна дуже велика чорна діра.

Хто сказав, що це не призвело до великої чорної діри?

Ми можемо дуже добре жити всередині великої чорної діри. Якщо застосувати гіпотезовану масу нашого Всесвіту до рівняння радіуса Шварцшильда , отриманий радіус не буде занадто далеко (на порядок) до спостережуваного радіуса видимого Всесвіту. Дійсно, те, що ми називаємо "Великим вибухом", може бути просто утворенням нашої "всесвіту чорної діри" з попередньої зірки в іншій Всесвіті (таким чином, теорія "мультисвіту"). Це пояснює принаймні, чому наш Всесвіт скінченний , але світло або матерія, мабуть, не можуть його уникнути.

Це було вперше запропоновано щонайменше 45 років тому ( тут ), я не знаю, чому він не є більш популярним, оскільки це так захоплююче. (Якщо ви живете в бідній країні - я вважаю, що наука повинна бути універсальною, а не лише для багатих. Я пропоную використовувати sci-hub , як тут .)

Відповіді на це запитання пояснюють ідею більш докладно.