Размер Земли по сравнению с TON 618
Размер Земли по сравнению с TON 618 - самой тяжёлой сверхмассивной чёрной дырой, известной на сегодняшний день. Её масса оценивается в 66 млрд масс Солнца!
Размер Земли по сравнению с TON 618 - самой тяжёлой сверхмассивной чёрной дырой, известной на сегодняшний день. Её масса оценивается в 66 млрд масс Солнца!
Приветствую, дамы и господа, а также все формы жизни, которые могут это читать! Добро пожаловать на наш межгалактический цирк ужасов, где мы собрали самые безумные, нелепые и пугающие явления, которые только может предложить наша бесконечная вселенная. Пристегните ремни, проверьте свои завещания и запаситесь подгузниками - это будет незабываемое путешествие!
Начнем с нашего первого экспоната - черных дыр, космических монстров, которые засасывают все на своем пути, включая свет, материю, время и даже ваши несбывшиеся мечты. Попадая в черную дыру, вы растягиваетесь, как спагетти, в процессе так называемой "спагеттификации". Так что, если вы всегда мечтали быть итальянской пастой, это ваш шанс! Но не волнуйтесь, внутри черной дыры вас ждет сингулярность - место, где законы физики идут на перекур, а реальность складывается в оригами.
Далее у нас квазары - самые яркие объекты во вселенной, излучающие энергию триллионов солнц. Они настолько ослепительны, что рядом с ними меркнет даже свет в конце тоннеля, который вы видите после смерти. Квазары - это как космические маяки, указывающие путь в никуда. Если вы окажетесь рядом с квазаром, вы не только мгновенно испаритесь, но и станете частью самого эпичного светового шоу в истории мироздания!
Нейтронные звезды - объекты с чудовищной плотностью, где чайная ложка вещества весит миллиарды тонн. Это идеальное место для тех, кто мечтает похудеть - гравитация сделает всю работу за вас, сплющив в блин толщиной с атом. Но не переживайте, вы не будете одиноки - на нейтронной звезде у вас будет большая компания в виде субатомных частиц, которые тоже мечтали сбросить пару миллиардов тонн.
Темная материя и темная энергия - загадочные субстанции, составляющие большую часть вселенной. Мы понятия не имеем, что это такое, но они, вероятно, смеются над нашим ничтожным существованием и космической тщетностью. Может быть, темная материя - это космический эквивалент черного юмора? А темная энергия - это то, что заставляет вселенную расширяться, чтобы сбежать от наших ужасных шуток.
Гамма-всплески - самые мощные взрывы во вселенной, порождающие смертоносное излучение. Если один такой всплеск произойдет рядом с Землей, мы все превратимся в космический пепел быстрее, чем успеем сказать "Упс!". Но не волнуйтесь, в этом случае у нас будет лучшее место в первом ряду для наблюдения за самым грандиозным фейерверком в истории!
Магнетары - нейтронные звезды с чудовищным магнитным полем, способным разорвать вас на атомы. Идеальное место для тех, кто мечтал стать супергероем-людоедом, питающимся атомами. Но будьте осторожны, если вы подойдете слишком близко к магнетару, ваши атомы не только станут завтраком для звезды, но и превратятся в космический шашлык на магнитном гриле!
Планеты-сироты - одинокие планеты, блуждающие в холодной пустоте космоса без звезды-хозяйки. Прямо как вы на этой бессмысленной вечеринке под названием "жизнь". Эти планеты, вероятно, до сих пор ждут, когда их пригласят на космический выпускной бал, но увы, их звезда-мама забыла оплатить взнос за лимузин.
Космическая пустота - ледяной вакуум, заполняющий большую часть вселенной. Здесь вы можете в буквальном смысле услышать звук собственных мыслей. А потом умереть от удушья и холода. Но не переживайте, в космической пустоте у вас будет достаточно времени, чтобы созерцать свое ничтожество и размышлять о тщетности бытия. Просто не забудьте захватить теплый свитер и запас экзистенциальных вопросов.
Но подождите, есть еще! Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик - настоящие космические обжоры, которые пожирают целые звезды на завтрак, обед и ужин. Они настолько прожорливы, что даже свет не может сбежать от их гравитационных объятий. Так что, если вы когда-нибудь окажетесь рядом с такой черной дырой, просто помашите ей ручкой на прощание, пока она засасывает вас в свою бездонную утробу.
И наконец, давайте не забывать о космической радиации - невидимом убийце, который может поджарить вас быстрее, чем вы успеете сказать "солнцезащитный крем". Космос полон высокоэнергетических частиц, которые с радостью прошьют вас насквозь, как швейцарский сыр. Так что, если вы планируете космическое путешествие, не забудьте захватить свинцовые трусы и шляпу из фольги.
Итак, дорогие друзья, вот вам расширенный обзор самых безумных и пугающих явлений космоса. Помните, что на фоне бесконечности вселенной наше существование - лишь краткий миг абсурда. Так что расслабьтесь, откиньтесь на спинку кресла и наслаждайтесь полетом в бездну мироздания. И не забывайте, что где-то там, в глубинах космоса, возможно, есть инопланетная цивилизация, которая смотрит на нас и думает: "Боже, эти земляне такие идиоты!". Приятного путешествия в никуда!
Этот мультик известных производителей товаров для почемучек отлично показывает, как вселенная может поместиться в черной дыре и как черные дыры порождают вселенные. Тема очень тесно переплетается с книгой "Пульсирующая Вселенная" Николая Горькавого. Предварительный заказ на книгу уже открыт здесь. Книга выходит в конце июня.
Создаем червоточину в домашних условиях.
Software: Krita
Graphics tablet: Wacom intuos 4100k
Во что веришь по-настоящему, это и существует.
Джеймс Джойс. «Улисс»
Учитывая правдоподобие вечной инфляции, я считаю, что скоро любая космологическая теория, не ведущая к вечному размножению вселенных, будет считаться невероятной, как вид бактерий, которые не могут размножаться.
Алан Гус (1997)
С начала 1980-х годов активно развивается концепция, по которой Вселенная является квантовым объектом, динамика которого, с самого рождения до настоящего времени, определяется такими гипотетическими квантовыми феноменами, как поле инфлатона, элементарные частицы ВИМПы и отрицательное давление вакуума. Все используемые в квантовой космологии сущности были введены без каких-либо серьезных теоретических или экспериментальных обоснований, но с большой надеждой на их получение в будущем. Прошло сорок лет после «взрывного» распространения этой инфляционной концепции, так что уже можно подвести определенный итог ее обоснованности.
ВИМПы для темной материи: не найдены
Интенсивные поиски WIMP большим количеством подземных экспериментов могут привести к их обнаружению в ближайшие годы или практически исключить существование этих частиц…
Ю. Куденко. «Троицкий вариант» (13 сентября 2011)
Гипотеза, что черные дыры — это темная материя, не исключена, но сейчас столбовая дорога по объяснению существования темной материи — новые частицы.
— Какой массы они могут быть?
— Любой.
Академик И. Ткачев отвечает на вопросы Б. Штерна
(«Троицкий вариант», 7 декабря 2021)
Следуя предсказаниям квантовых космологов (так как они были очень неконкретными — фактически «любыми», то их вернее назвать предчувствиями), уже несколько десятилетий подряд физики повсюду ищут ВИМПы — неуловимые частицы темной материи.
В разных странах организовано около десятка подземных лабораторий, которые спускают многотонные детекторы в шахты на глубины до двух километров в надежде зарегистрировать там загадочные частицы. Но ничего не получается. Детекторы темных частиц запускаются на воздушных шарах над Антарктидой и выводятся в космос — как в ходе кратковременных экспедиций, так и в качестве постоянных приборов. В 2011 году для поиска частиц темной материи на Международной космической станции был установлен бочкообразный альфа-спектрометр AMS-02 весом в 7,5 тонны и стоимостью два миллиарда долларов, что примерно в три раза больше, чем цена гравитационного детектора LIGO. Увы, в отличие от LIGO, постройка которого привела к грандиозному успеху (см. раздел 9.2), поиск частиц темной материи на AMS-02 оказался безрезультатным. Главная причина этого очевидна: если эксперимент LIGO был основан на теоретических расчетах и предсказаниях хорошо проверенной теории Эйнштейна, то все эксперименты по поиску элементарных частиц темной материи опирались лишь на многочисленные, но очень шаткие гипотезы.
Ученые проводили эксперименты по поиску темных частиц и на Большом адронном коллайдере (БАК) в Европе, бурно реагируя на любые признаки отклонения от Стандартной теории. В декабре 2015 года группа ученых, работавшая на БАК, сообщила о признаке существования новой частицы, которая не укладывалась в Стандартную теорию элементарных частиц. Результат имел невысокую статистическую достоверность, и в августе 2016 года эта же группа сделала вывод, что никакой новой частицы нет — приборы просто показали статистическую флуктуацию. Но для объяснения существования этой несуществующей частицы теоретиками за восемь месяцев было опубликовано 600 научных статей, включая публикации в самых престижных физических журналах. Был ряд подобных «темных» фальстартов на других инструментах, но все они закончились разочарованием.
В 2017 году я участвовал в конференции о «темной Вселенной» на французском острове Гваделупа. Сообщество сторонников темных частиц, собравшихся на конференции, впечатляло. Участники конференции были практически поголовно искателями частиц темной материи (ВИМПов, аксионов и других частиц). Они их искали везде — в подземных лабораториях, в космосе и на ускорителях. Мировую карту с десятком лабораторий гордо показывал каждый второй докладчик. Они искали эти темные частицы уже тридцать лет с нулевым успехом, но с большим бюджетом. От безрыбья они хватались за любую соломинку — например, загадочные годовые вариации в показаниях каких-то европейских приборов были объявлены возможными вариациями потока частиц темной материи из центра Галактики, хотя ежу понятно, что годовые вариации атмосферы тоже вызывают вариации локального мюонного потока — да мало ли сезонных факторов можно найти, которые могут повлиять на показания сверхчувствительных приборов. Отмечу, что попытки найти эти годовые вариации на аналогичных приборах, специально построенных для этой цели в других странах, оказались безуспешными. Эти неудачи вызвали скандальные сомнения в корректности методики оригинальных наблюдений, которая не отличается прозрачностью из-за каких-то секретных патентованных технологий.
На дискуссии в Гваделупе раздался робкий юный голос: что же нам делать, если уже все возможности для обнаружения WIMP исчерпаны? На что бодрые голоса постарше ответили, что далеко не все возможности испробованы, просто нужны новые эксперименты с лучшей чувствительностью. Детектор с тремя тоннами ксенона ничего не дает? Тогда нужно построить детектор в триста тонн! Будущие перспективы были усыпаны эпитетами: exciting, fascinating, amazing («волнующие, захватывающие, удивительные»). Было очевидно, что решение проблемы темной материи вне квантовой парадигмы (или вне концепции «темных» элементарных частиц) будет катастрофой для этих людей. Один докладчик начал свое выступление с категоричного заявления: «Я не собираюсь обсуждать, почему мы верим в темную материю из элементарных частиц». Действительно, альтернативы ВИМПам практически не рассматривались. Очевидно, что никакие научные доводы не изменят предубеждений фанатичных искателей темных частиц, которые даже не собираются рассматривать альтернативные варианты. Это сообщество будет существовать, пока есть питающий его денежный поток.
Обоснование квантовой космологии: отсутствует
Физики обсуждают разные типы гипотетических легких полей, энергия которых могла бы выступать в качестве темной энергии. В наиболее простом с теоретической точки зрения варианте плотность энергии нового поля убывает со временем. Для поля такого типа употребляют термин «квинтэссенция». Не исключена, однако, и обратная возможность, когда плотность энергии растет со временем; поле такого типа называют фантомом.
Академик В. Рубаков
Неизвестные эффекты контролируют вакуумную энергию, неизвестные поля создают квинтэссенцию, неизвестные эффекты связывают квинтэссенцию с плотностью материи во Вселенной.
Описание современной космологии по Кори Пауэлл
За последние 40 лет ни одна из основных гипотез квантовой космологии не получила своего обоснования. Как следует из обсуждения в предыдущем параграфе, элементарные частицы, которые отвечали бы за темную материю, не были найдены, при этом области возможных (еще не исследованных) значений масс и сечений рассеяний для ВИМПов кардинально сузились. Природа «заданного руками» инфлатона, ответственного за Большой взрыв, осталась такой же загадочной, как и в момент его сотворения. Хотя мощное начальное ускорение Вселенной решало проблему ее однородности и изотропии, впоследствии выяснились очень неприятные особенности такого решения. Например, «проблема начальных значений»: для получения современной Вселенной начальные условия в момент начала расширения должны быть заданы с точностью 10–79. Если начальная плотность отклонится от нужного значения на величину 10–79, то Вселенная станет совершенно иной: или разлетится практически в бесконечность к настоящему моменту, или (при отклонении в сторону чуть большей плотности) уже сколлапсирует. Стивен Хокинг пишет о проблеме начальных значений: «Если бы через секунду после Большого взрыва скорость расширения оказалась бы на одну сто-тысяча-миллион-миллионную меньше, то произошло бы повторное сжатие Вселенной, и она никогда бы не достигла своего современного состояния» (Хокинг С. «От большого взрыва до черных дыр», 1990).
Эта неприятность заставила инфляционистов генерировать огромное количество вселенных (фигурируют числа в 10500 миров и даже гораздо больше) — для получения хотя бы некоторых вселенных с приемлемыми условиями для жизни. Это использование антропного принципа5 в космологии выглядит очень спорно, как убедительно показано в работе M. Frankel «Fine Tuning», January 2022 (Foundational Questions Institute). Автор известного астрономического учебника Петер Шнайдер выразился иронично: антропный принцип можно рассматривать как «объяснение», но можно и как «капитуляцию».
Н. Турок и П. Стейнхардт пишут об инфляционной теории: «Инфляция была лидирующим сценарием ранней Вселенной в течение двух десятилетий и стала привычным элементом общепринятой космологической модели. Однако до сих пор теория не решила многих проблем.… Великая космологическая головоломка, начальная сингулярность — начало времени и образование наблюдаемого мира — остается столь же загадочной, как и всегда».
Гипотезе об отрицательном вакуумном давлении, которое должно объяснить наблюдаемую величину, космологическую постоянную и современное ускорение расширения Вселенной, уже больше 20 лет. Но не появилось никаких прорывных результатов, которые бы обосновали это антидавление вакуума. Надежды на теоретическое получение космологической постоянной из квантовых флуктуаций вакуума не оправдались: квантовая теория поля приводит или к нулевому значению космологической постоянной, или к значению, которое на 120 порядков превосходит наблюдаемое значение. Это известно как «самое плохое теоретическое предсказание в истории физики».
Трудной является и «проблема совпадения» (иногда ее называют проблемой Нэнси Кэрриган, по имени литературной героини, которую волновали схожие вопросы, хотя и не в области космологии). Согласно квантовой космологии, такие сущности, как темная энергия и темная материя, являются физически не связанными феноменами, которые определяются совершенно разными полями и сортами частиц. И тогда возникает вопрос: почему они совпадают по порядку величины?
Отсутствие теоретического обоснования мало смущает квантовых космологов: они часто утверждают, что их модели прекрасно согласуются с наблюдениями. Это, безусловно, миф. В настоящее время все космологические наблюдения хорошо описываются Стандартной космологической моделью, которая предполагает плоскую Вселенную с шестью свободными параметрами (например, барионная плотность, плотность темной материи и величина космологической постоянной), которые подбираются так, чтобы модель совпадала с наблюдениями. Эта модель основана на классических уравнениях Фридмана, и параметры этой модели носят феноменологический характер. Стандартную модель часто называют LCDM (Lambda-Cold Dark Matter) моделью. Она включает в себя плотность темной материи и величину космологической постоянной, но не делает никаких предположений о природе этих феноменов. Предположение о квантовой природе Вселенной не играет существенной роли в LCDM-модели — к ней могут приводить космологические теории разных типов.
Инфляционисты часто приводят наблюдаемый спектр флуктуаций реликтового излучения (см. рис. 2 и цветную илл. 7) в качестве своих достижений и подтверждения своих моделей. Но, как пишут в 2016 году в обзоре по космологиям отскока Р. Бранденбергер и П. Петер, «успешные предсказания, сделанные инфляцией для спектра космологических возмущений, не являются специфическими для инфляции. Фактически, за десятилетие до развития инфляционной космологии Сюняевым и Зельдовичем («Small-scale fluctuations of relic radiation», Astrophysics and Space Science, 1970), а также Пиблзом и Ю («Primeval adiabatic perturbation in an expanding universe», ApJ, 1970) было осознано, что приблизительный масштабно-инвариантный спектр адиабатических возмущений, которые присутствуют во времена равенства материи и излучения в суперхаббловских масштабах, приведет к масштабно-инвариантной асимптотике Сакса — Вольфа на больших углах и к акустическим колебаниям на шкале нескольких градусов в угловом спектре мощности реликтового излучения; это приведет к масштабно-инвариантному спектру мощности первичных флуктуаций плотности и наложенным барионным акустическим колебаниям малой амплитуды: все эти особенности сейчас наблюдаются».
Максимально упрощенное высказывание Бранденбергера — Петера означает следующее: все пики и провалы в распределении неоднородностей реликтового излучения, показанные на рис. 2, связаны с классической физикой акустических колебаний и т. д. Гипотезы квантовой инфляции влияют только на самые крупные флуктуации реликтового излучения (плато, отмеченное прямоугольником на графике рис. 2).
Современная квантовая космология — это дом без единого кирпича в фундаменте. Этот дом парит в воздухе лишь одной силой убежденности. Ученые, получившие университетское образование в последние десятилетия, выросли в атмосфере веры (не побоимся этого слова), что инфлатон, ВИМПы и прочие квантовые космические чудеса — это реальные и доказанные вещи. Ведь в этой области работают тысячи ученых, а бюджеты квантово-космологических исследований исчисляются миллиардами! Могут ли все они ошибаться? Да! Примеров массовой ошибочной увлеченности в истории науки — масса (например, теория эфира). У инфляционной модели столько свободных параметров (или вариантов модели), что позволяет подгонять эту теорию практически под любой набор эмпирических данных.
Предварительный заказ на книгу уже начался.
В июне 2024 года в издательстве "Питер" выходит второе, дополненное и исправленное издание книги, автор которой Николай Горькавый расставил всё по своим местам в нашей Вселенной. По сравнению с первым изданием она дополнена свежайшими данными: открытие наногерцовых гравитационных волн, которое было предсказано Автором.
Новейшая космологическая революция началась в 2015 году, когда были открыты гравитационные волны от слияния множества невидимых черных дыр звездных масс, составляющих темную материю космоса. Это открытие привело к созданию модели осциллирующей Вселенной, в динамике которой гравитационное излучение и черные дыры играют ключевую роль. В данной книге впервые описывается циклическая космология, объясняющая физический механизм Большого взрыва и современного ускорения расширения Вселенной (феномен положительной космологической постоянной или «темной энергии»). Основной текст книги написан на популярном уровне, но приложение содержит исчерпывающее математическое описание осциллирующей Вселенной с переменной гравитационной массой. Книга представляет интерес для широкого круга читателей, студентов-физиков и специалистов.
Об авторе: Горькавый Николай Николаевич, доктор
физико-математических наук (МГУ, 1990), лауреат Государственной премии СССР (1989) и премии им. Роберта Годдарда (NASA/GSFC, 2013). Автор более ста научных статей, трех научных монографий и шести научно-популярных книг.
Астероид 4654 Gor'kavyj назван в его честь.
В чём же скандальность данного издания? Горькавый убедительно показывает, что в современной космологии определенно существует не просто кризис, а тупик.
Современная квантовая космология – это дом без единого кирпича в фундаменте. Этот дом парит в воздухе лишь одной силой убежденности. Ученые, получившие университетское образование в последние десятилетия, выросли в атмосфере веры, что инфлатон, ВИМПы и прочие квантовые космические чудеса – это реальные и доказанные вещи.
Ведь в этой области работают тысячи ученых, а бюджеты квантово-космологических исследований исчисляются миллиардами! Могут ли все они ошибаться? Да! Примеров массовой ошибочной увлеченности в истории науки много (например, теория эфира).
У инфляционной модели столько свободных параметров (или вариантов модели), что позволяет подгонять эту теорию под практически любой набор эмпирических данных. Эта «свобода» подгонки вызвала знаменитую дискуссию 2017 года, после статьи
в журнале Scientific American видных астрономов Иджас, Стейнхардта и Лоеба, где утверждалось, что
ТЕОРИЯ ИНФЛЯЦИИ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НАУКОЙ, ПОТОМУ ЧТО МОЖЕТ ПРЕДСКАЗАТЬ ВСЁ, А ЗНАЧИТ – НИЧЕГО.
Новая космологическая революция на наших глазах создает убедительную модель Вселенной на основе доказанных фундаментальных теорий, в первую очередь – на основе Общей Теории Относительности. Более того, динамика современной Вселенной управляется слабыми гравитационными полями, для которых эйнштейновские тензорные уравнения переходят в скалярные уравнения Ньютона. Следовательно, основная пружина динамической модели Вселенной может быть описана не только в рамках теории Эйнштейна, но и на языке ньютоновского гравитационного потенциала.
Признаки правильности новой космологической модели очевидны:
она будет базироваться на доказанных теориях, и не будет вводить ни одного нового поля, или фундаментальной константы, или квантовой субстанции, или сорта частиц, или нового измерения;
она должна объяснить все основные факты наблюдательной космологии;
она сделает конкретные предсказания, которые можно будет проверить наблюдениями.
Ведь так просто!
В книге не просто описывается новая модель пульсирующей вселенной, но приводятся математические выкладки, обосновывающие эту модель.
Мы все живем в чёрной дыре!
Предварительный заказ на книгу уже начался.
Исследователи создали новую модель с помощью суперкомпьютера в Центре климатического моделирования НАСА.