Паул Матт Матт Суттер, "Фрасер пита" свемирског човека - зашто Велики прасак називамо сингуларношћу, када такође називамо сингуларности црних рупа?
Универзум је испуњен случајностима. Или облик маглице Пац Ман или маглица Чаробњака. Или попут заплета Форце Авакенс и сваког другог филма Ратова звезда, случајности су свуда.
Али овде је прилично чудна случајност и то има везе са природом самог Универзума. Пратите овде са мном.
Размотримо црне рупе, тему о којој смо много пута обрађивали овај канал. Ако сте гледали довољно наших видео записа, знате да је црна рупа простор простора у коме су материја и енергија масивани тако густо да брзина гравитационог бекства прелази брзину светлости.
Не знамо колико су велике црне рупе, али могуће је да су се срушиле у бесконачно густу регију, познату као јединственост.
Сингуларност, сингуларност ... где смо раније чули ту реч? Осим Раи Курзвеила и његове екипе технолошких сингуларитара.
Та се реч јавља када разговарамо о формирању Универзума; Велики прасак. На почетку, пре 13,8 милијарди година, све у целом Универзуму је срушено на подручје бесконачне густине. А онда се у делићу секунде све проширило према споља.
Астрономи ову област бесконачне густине називају сингуларношћу Великог праска.
Ово не може бити само случајност, зар не? То је иста реч. То је ИСТА РИЈЕЧ!
Да ли је сингуларност Великог праска била заиста велика посебност црне рупе? Црна рупа са свом масом Универзума унутар ње?
Признајем, ово питање мало превазилази моју зараду. Да бих у потпуности објаснио науку, мислио сам да ћу донети звоно. Др. Паул Матт Суттер је астрофизичар са Државног универзитета Охајо и Астрономске опсерваторије у Трсту.
Паул се специјализовао за космичке празнине, а он такође зна много о Великом праску и црним рупама. Дошао сам до Паула на сету његовог подкаста Аск а Спацеман и бацио овај зингер право на њега.
Хеј Паул, која је разлика између сингуларности која је формирала Велики прасак и сингуларности црне рупе?
1. Да ли је читав Универзум кренуо из заиста масивне црне рупе?
Паул: Хвала, Фрасер. Дакле, када посматрамо јединствености, важно је имати на уму шта је сингуларност. Сингуларност је место бесконачне густине и то заправо није ствар. То само значи да се математика коју користимо за описивање ствари покварила. Као да добијамо бесконачности у нашим одговорима када покушавамо израчунати шта се догађа. Колико знамо, ове ствари, ове пропасти у математици, догађају се на два места. Један је у средишту црне рупе, где се ствари толико сажимају да више не можемо да пратимо математику, а други пут је у раном свемиру, када се цео свемир срушио на тако мален волумен при тако високим густинама да више не можемо да пратимо математику. То је једино што им је заједничко - да постоји јединственост, што значи да не можемо више да радимо математику.
Паул: И иако су исти, они су веома, веома различити. Сингуларност црне рупе је тачка у просторном времену - као што живите у свемиру и можете да покажете - постоји јединственост попут тамо, тамо или тамо. То је део универзума који је уграђен у већи универзум, док је јединственост Великог праска цео свемир. Другачија је ствар када се цео универзум збија на тако невероватно великим густинама да наша математика то више не може да прати.
2. Зашто се рани свемир једноставно није срушио натраг у црну рупу?
Паул: Ох, то је добро питање, Фрасер. Размишљате о овим невероватно високим дензитетима у раном свемиру, и природно је запитати се зашто се није понашао само као да се црна рупа понаша и дроби у бескрајно густу тачку - зашто се чак и гњавити ширењем? И овде је важно запамтити колико су различите црне рупе из раног свемира. У оба случаја користимо општу релативност - то су закони гравитације - они управљају законима ових система. Али користимо исти скуп једначина у различитим сценаријима. Ми их користимо за описивање различитих ствари. Црна рупа је посебно решење Еинстеинове једнаџбе опште релативности, а то решење настаје из постављања питања „Ако однесем гомилу ствари и компакујем је до невероватно високе густине, шта се дешава?“ Одговор је да добијате посебност окружену хоризонтом догађаја. То је један одређени сет решења за математику тог сценарија.
Паул: Али у раном универзуму имамо другачије решење - догађа се другачија ствар. То је другачији универзум. Рјешење црне рупе је статично - фиксирано је, не мијења се са временом. То је претпоставка у математици. Али у раном универзуму ствари се мењају. То је другачији скуп питања на које покушавамо да одговоримо када применимо општу релативност у раном универзуму: „Ако цео универзум равномерно напуним гомилом ствари, шта ради цео универзум?“ То је другачије питање од питања које постављамо о црним рупама, па добијамо другачији одговор. Иако имамо ту невероватно високу густину, математичко решење које је описује, јер описујемо временску еволуцију универзума, добијамо другачије одговоре него што добијамо за битове црне рупе. А кад је реч о раном свемиру - када га равномерно напуните гомилом ствари и питате шта се доврага догађа са универзумом, постоји само два одговора. Или ствари у универзуму узрокују да се ствари сруше и скупљају, или ствари у универзуму узрокују да се универзум шири. И зависи од чега је универзум сачињен, а испада довољно руку, да је свемир направљен од врста ствари због којих се шири. Овде је важна компонента временске еволуције - која поставља разлику између онога што се дешава у раном свемиру и онога што се дешава у црној рупи.
3. Да ли су се у раном универзуму могле формирати црне рупе јер има тако високе густоће?
Паул: О да, врло паметан, Фрасер. Видим где идеш са тим. Са невероватно високом густином, питате се можда да се мали комад свемира откачио и направио црну рупу. Можда у тим раним микросекундама. И зашто се та црна рупа није проширила на остатак свемира? А кључ овде није у густоћи, већ у разликама у густини. Оно што раздваја црну рупу од мене је да је она гушћа од мене, или се томе барем надам. То је оно што чини црну рупу. Много је гушћа од окружења. Али да бисте створили ту црну рупу, морали сте да имате мало додатних ствари као у џепу, попут додатног облака гаса или звезде, мало веће густоће од уобичајене. Тада гравитација може радити, и почните увлачити више ствари и више ствари, и још много тога, градити и градити све док не дођете до гравитацијског колапса који доводи до црне рупе.
Паул: Али у раном свемиру све је било једнолично. Није било разлика у гравитацији. Да, била је невероватно велика густина, али ако бисте могли да се превезете тамо и стварно преживите, не бисте осетили било где гравитационо повлачење, јер је сваки правац исте густине. Опкољени сте истом количином ствари у сваком правцу - нема гравитације. Све се отказује. Дакле, не постоји могућност да се формира црна рупа, јер било која тачка у универзуму није гушћа од било које друге, па се сва гравитација откаже и не добијате ништа. Нема црне рупе - не излазе на сцену све много, много касније, током еволуције универзума, и до тада је свемир толико велик да црне рупе не могу утицати на укупну еволуцију.
4. Сада се свемир шири - да ли ће се једног дана урушити?
Паул: Да, много астрофизичара и космолога брине због ове деценије - мислили смо да да, можда се свемир шири, али можда је у њему мало превише ствари - можда ће се та експанзија успорити, зауставити и онда обрнуто, а онда бисмо завршили у овом огромном сценарију велике кризе, супротно од Великог праска.
Паул: Али испоставило се да је тамна енергија овде и тамна енергија чини да се ширење свемира убрзава, тако да не само да свемир сваким даном постаје све већи и већи, већ сваким даном постаје све бржи и бржи. И то је, добро, то је срање.
Звучи прилично отворено и затворено, али на том путу има још више. Ако бисте узели масу и енергију целог Универзума и претворили га у црну рупу, он би имао скоро исту густину као и сам Универзум, и хоризонт догађаја већи од Универзума који се посматра.
Значи ли то да ми заправо живимо у црној рупи? Можемо ли рећи разлику?
Подцаст (аудио): Преузимање (Трајање: 5:13 - 4.8МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
Подцаст (видео): Преузимање (Трајање: 5:35 - 66.3МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
