Второй закон термодинамики для черных дыр подтвержден методами гравитационной астрономии
Проверка справедливости Общей теории относительности (ОТО) для сильных гравитационных полей — одна из важнейших и сложнейших задач современной экспериментальной гравитационной физики. Проблем на этом пути много, но одна из основных заключается в том, что гравитационные поля подавляющего большинства доступных для наблюдения космических объектов сравнительно слабы. Главным источником сильных гравитационных полей являются черные дыры, «прямое» исследование которых до недавнего времени было невозможно. Но в 2015 году ученым удалось «поймать» гравитационно-волновую рябь от слияния двух черных дыр, а в 2019 году — «сфотографировать» ближайшие окрестности сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 и запечатлеть ее «тень» на аккреционном диске. Сейчас счет зарегистрированных слияний черных дыр идет уже на десятки, так что у ученых нет недостатка в данных. Но продолжается анализ и самого первого зарегистрированного слияния: американские астрофизики смогли определить площадь горизонтов событий участвовавших в нем черных дыр и показали, что площадь горизонта образовавшейся в результате слияния дыры превышает сумму площадей горизонтов двух исходных дыр. Таким образом, они подтвердили сформулированное Стивеном Хокингом следствие из уравнений ОТО, согласно которому площадь горизонтов черных дыр не может уменьшаться с ходом времени. Это следствие во многих отношениях аналогично второму началу термодинамики для черных дыр.
Существование черных дыр является одним из важнейших предсказаний Общей теории относительности (ОТО), представляющей собой релятивистскую теорию гравитации, обобщающую закон тяготения Ньютона на случай сильных гравитационных полей и высоких (то есть сравнимых со скоростью света) скоростей движения взаимодействующих объектов. ОТО, построенная Альбертом Эйнштейном в 1915–1916 годах (подробнее об истории этой теории читайте в новости Столетие ОТО, или Юбилей «Первой ноябрьской революции», «Элементы», 25.11.2015), является геометрической теорией гравитации. Это означает, что она интерпретирует гравитационные силы как изменение геометрии пространства-времени, вызванное наличием в нем материи и полей.
Согласно ОТО, черная дыра представляет собой точку бесконечной плотности, но конечной полной массы (так называемую сингулярность), окруженную горизонтом событий — сферической поверхностью, радиус которой определяется массой и скоростью вращения материи (или моментом импульса), из которой черная дыра сформировалась и из-под которой не может выйти никакой сигнал. Внешний наблюдатель не может получить какую-либо информацию о процессах, происходящих под горизонтом. Но если принять во внимание квантовые эффекты, то оказывается, что черная дыра все-таки может излучать частицы, но этот эффект, как мы увидим ниже, очень слаб и почти всегда может быть проигнорирован.
Черные дыры образуются при сжатии (коллапсе) достаточно массивных звезд на определенных этапах их эволюции либо при столкновении звезд или других черных дыр друг с другом. Массы черных дыр варьируются от нескольких до нескольких миллиардов масс Солнца. Самые массивные черные дыры обычно располагаются в центрах галактик. Есть такая черная дыра и в центре нашего Млечного пути (доказательство ее существования было отмечено прошлогодней Нобелевской премией, см. новость Нобелевская премия по физике — 2020, «Элементы», 13.10.2020).
В 1971 году Стивен Хокинг доказал теорему, утверждающую, что суммарная площадь горизонтов событий всех черных дыр не может уменьшаться со временем, если принимать во внимание любые классические (то есть не квантовые) взаимодействия (S. W. Hawking, 1972. Black holes in general relativity). Это свойство очень напоминает Второе начало термодинамики, которое гласит, что энтропия (часто называемая мерой беспорядка) замкнутой системы тоже является неубывающей с течением времени величиной. Утверждение о том, что у черных дыр есть энтропия и что она пропорциональна площади горизонта, было впервые явно сформулировано Яаковом Бекенштейном (J. D. Bekenstein, 1972. Black holes and the second law). Кроме того, Хокинг показал (S. W. Hawking, 1975. Particle creation by black holes), что черная дыра может излучать частицы (это излучение обычно называют излучением Хокинга), что опять же напоминает термодинамическое поведение нагретого тела. Температура черной дыры определяется следующей формулой:
\[T=\frac{1}{8\pi GM},\]где \(G\) — это гравитационная постоянная Ньютона, а \(M\) — масса черной дыры. Эта и почти все последующие формулы справедливы для так называемой шварцшильдовской черной дыры, у которой отсутствует момент вращения; у всех реальных черных дыр момент вращения ненулевой, но его учет не меняет картины качественно; также здесь и далее скорость света принята за единицу — это традиционное соглашение в физике частиц и астрофизике. Для черной дыры с массой порядка массы Солнца температура оказывается равной примерно 10−7 кельвин.
Используя закон Стефана — Больцмана, связывающий мощность теплового излучения единицы площади поверхности тела (единицы площади горизонта событий в случае черной дыры) \(J\) с его температурой \(T\):
\[J=\sigma T^4,\]где \(\sigma\) — это так называемая постоянна Стефана — Больцмана, находим, что время, за которое такая черная дыра излучит всю свою массу (а значит, согласно формуле \(E=mc^2\), — и энергию), составляет приблизительно 1068 лет (для сравнения, возраст Вселенной составляет примерно 1,4·1010 лет), что объясняет возможность пренебречь излучением во всех практических задачах.
Энтропия \(S\) черной дыры, согласно Бекенштейну, связана с площадью ее горизонта событий \(A\) и массой \(M\) так:
\[S=\frac{A}{4G}=4\pi GM^2.\]Если рассматривать черную дыру с ненулевым моментом импульса \(I\) (это так называемая керровская дыра), то соотношение \(S=\frac{A}{4G}\) остается неизменным, а площадь горизонта событий и температура черной дыры оказываются связанными с \(I\) и \(M\) следующими формулами:
\[A=8\pi G^2M^2\left(1+\sqrt{1-\chi^2}\right),\quad T=\frac{1}{4\pi GM}\frac{\sqrt{1-\chi^2}}{1+\sqrt{1-\chi^2}},\]где \(\chi=\frac{I}{GM^2}\).
Может показаться, что излучение Хокинга нарушает Второй закон термодинамики для черных дыр, так как в результате этого излучения масса черной дыры, а из-за этого — и площадь ее горизонта событий, уменьшается. Но на самом деле это не так. Второй закон термодинамики утверждает, что энтропия замкнутой системы не может уменьшаться, но в случае излучающего объекта замкнутой системой нужно считать сам источник вместе с его излучением. Сумма их энтропий остается неубывающей величиной, что справедливо также и для излучающей по Хокингу черной дыры.
Помимо очень слабого излучения Хокинга черные дыры могут испускать и другой тип излучения: взаимодействуя с другими макроскопическими объектами, дыра может порождать гравитационные волны. Этот эффект очень похож на излучение электромагнитных волн ускоренно движущимися зарядами с той разницей, что основной вклад в электромагнитное излучение дает изменение дипольного момента системы зарядов, а в гравитационное излучение — квадрупольного. Амплитуда \(\alpha\) гравитационного излучения системы массой \(M\) и характерного размера \(s\), квадрупольный момент которой колеблется с частотой \(\nu\), на расстоянии \(r\gg s\) от нее приблизительно равна
\[\alpha\sim GM\frac{\nu^4s^2}{r}.\]Гравитационные волны являются волнами геометрии пространства-времени, так что, когда волна проходит по системе из нескольких тел, расстояние между ними немного меняется. Именно это изменение расстояния между объектами и измеряется в гравитационно-волновых экспериментах, для чего удобно ввести величину \(h=\frac{\Delta d}{d}\) (где \(d\) — это расстояние между двумя объектами, а \(\Delta d\) — его изменение из-за гравитационной волны), называемую натяжением (strain).
Из формулы для амплитуды гравитационного излучения видно, что для того, чтобы система излучала гравитационные волны с высокой интенсивностью, колебания в ней должны происходить с большой частотой. Этого проще всего достичь для системы, состоящей из компактных объектов. Лучшим примером такой системы является пара черных дыр, вращающихся друг вокруг друга и в конце концов сливающихся воедино. При этом несколько десятков процентов суммарной массы сливающихся черных дыр может быть преобразовано в гравитационное излучение.
Впервые волны, образовавшиеся в результате слияния пары черных дыр (это событие было обозначено GW150914), были обнаружены гравитационной обсерваторией LIGO в 2015 году (B. P. Abbott et al., 2016. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger; см. также новость Гравитационные волны — открыты!, «Элементы», 11.02.2016). Это открытие подтвердило реальность существования гравитационных волн и было удостоено Нобелевской премии по физике 2017 года. Компьютерная симуляция слияния GW150914, основанная на зарегистрированном экспериментом LIGO гравитационно-волновом сигнале, показана на видео:
Приведенная выше формула для амплитуды гравитационного излучения точна в случае достаточно стабильной системы, в которой частота колебаний \(\nu\) и характерный размер \(s\) меняются относительно медленно. Но оба этих условия нарушаются на финальных этапах сближения черных дыр, а потому исследователи вынуждены решать уравнения ОТО численно. В качестве начальных данных вводятся гравитационные поля далеко расположенных друг от друга черных дыр с заданными массами и моментами вращения, которые движутся навстречу друг другу, а дальнейшее их движение и излученные ими гравитационные волны высчитываются на компьютере. Сравнивая расчетные данные со спектром, продолжительностью и интенсивностью гравитационного излучения, которое регистрируется детектором на Земле, можно получить все параметры сближающихся черных дыр.
Аналогично обстоит дело и с образовавшейся большей черной дырой: спектр и интенсивность излучения, генерируемого колеблющимся после слияния горизонтом, моделируются численно, и сравнение расчетов с регистрируемым излучением позволяет найти массу и момент вращения реальной черной дыры.
Событие GW150914 представляло собой слияние двух черных дыр массой около 30 и 35 масс Солнца (по новым данным их массы составляли 31 и 39 масс Солнца, см. A. Ghosh et al., 2021. Constraints on quasinormal-mode frequencies with LIGO-Virgo binary–black-hole observations), произошедшее на расстоянии 1,5 миллиарда световых лет от Земли. Полная энергия излученных гравитационных волн составила около трех солнечных масс, а мощность излучения в течение последних 20 миллисекунд перед слиянием достигала приблизительно 3,6·1049 Ватт, что превышает суммарную мощность светового излучения всех звезд в наблюдаемой Вселенной примерно в 50 раз. Большая часть энергии гравитационных волн была сосредоточена в диапазоне частот от 50 до 250 Гц, а частота обращения черных дыр вокруг центра масс доходила до 75 Гц.
С тех пор как было зарегистрировано событие GW150914, на детекторе LIGO и его аналоге Virgo, расположенном в Италии, было обнаружено еще около 50 подобных событий (A. Ghosh et al., 2021. Constraints on quasinormal-mode frequencies with LIGO-Virgo binary–black-hole observations), но только у одного из них, GW190521, представлявшего собой слияние двух черных дыр с массами примерно 85 и 66 масс Солнца (в только что указанной статье A. Ghosh et al. приводятся другие оценки масс участников слияния: 150 и 120 M⊙), была сопоставимая сила сигнала (R. Abbott et al., 2020. GW190521: A Binary Black Hole Merger with a Total Mass of 150 M⊙, см. также новость Зафиксирован гравитационно-волновой след от рождения черной дыры промежуточной массы, «Элементы», 07.09.2020).
А недавно команда физиков из Массачусетского технологического института (MIT) и других университетов более детально проанализировала данные, собранные LIGO, для того чтобы проверить, справедлива ли теорема Хокинга в действительности, а не только на бумаге. Небольшая статья с их результатами опубликована в свежем выпуске журнала Physical Review Letters. Для этого они подробно изучили весь спектр и интенсивность гравитационных волн, которые были излучены участвовавшими в событии GW150914 черными дырами сначала при их сближении и вращении друг вокруг друга, а затем при формировании третьей черной дыры. Если ОТО, частью которой является теорема Хокинга, верна, то площадь горизонта образовавшейся черной дыры должна быть не меньше суммарной площади горизонтов двух слившихся черных дыр.
Итак, чтобы проверить справедливость теоремы Хокинга, авторы разделили весь полученный сигнал на две части: первая часть соответствует гравитационному излучению при спиралевидном движении двух черных дыр по направлению к центру масс, а вторая — излучению, вызванному колебаниями уже общего горизонта событий (синяя и желтая линии на рис. 2, соответственно).
Рис. 2. Измеренное экспериментом LIGO натяжение \(h\) в гравитационной волне от события GW150914. На горизонтальной оси отложено время, за начало отсчета выбран момент соприкосновения горизонтов двух черных дыр. Рисунок из обсуждаемой статьи в Physical Review Letters
Из первой части исследователи извлекли суммарную площадь горизонтов событий двух черных дыр до слияния, которая оказалась приблизительно равна 235 тысячам квадратных километров. Излучение колеблющегося горизонта образовавшейся черной дыры позволило определить его площадь, которая оказалась равна примерно 367 тысячам квадратных километров (для сравнения, площадь территории России составляет около 17 миллионов квадратных километров). Тем самым справедливость теоремы Хокинга подтвердилась на реальных данных. Ученые, естественно, планируют дальнейшие проверки теоремы Хокинга и других законов квантовой механики и термодинамики черных дыр на данных LIGO и его европейского аналога Virgo.
Источник: Maximiliano Isi, Will M. Farr, Matthew Giesler, Mark A. Scheel, and Saul A. Teukolsky. Testing the Black-Hole Area Law with GW150914 // Physical Review Letters. 2021. DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.011103.
Андрей Фельдман
-
Вот этот горизонт событий он одинаково выглядит с разных расстояний? Если мы смотрим отсюда и с миллиметра от него. Он на одном месте?
Например, микроскопическая черная дыра испарится за вполне обозримое время, например, за доли секунды. Поэтому, выводы в статье не являются верными.
-
А при чём тут микроскопические чёрные дыры? Обсуждаемые в статье чёрные дыры имеют массы около 30 масс Солнца, а время жизни таковых составляет около 10^{70} лет.
-
Вы же здесь обсуждаете второй закон термодинамики для черных дыр. С этой точки зрения микроскопическая дыра эквивалентна большой дыре.
-
-
Я имел ввиду второй закон термодинамики, которому должны подчинятся любые черные дыры, как микроскопические, так и большие. Поскольку масса микроскопической дыры со временем уменьшается вплоть до полного исчезновения, площадь поверхности горизонта событий этой дыры и ее энтропия также должны уменьшатся вплоть до обнуления.
-
Это не противоречит отождествлению площади горизонта и энтропии, потому что закон неуменьшения энтропии справедлив только для замкнутых систем, и для излучающего объекта замкнутой системой является он+излучение. То же справедливо и для просто нагретого тела, которое остывает и, соответственно, теряет энтропию.
-
Это не противоречит отождествлению площади горизонта и энтропии
Такое представление математически правильно (дает верное значение), но лишено физического смысла.
Используя такое представление Вы никогда не вычислите энтропию гравитационного поля нейтронной звезды перед ее превращением в черную дыру.-
А при чём тут гравитационное поле нейтронной звезды? Чтобы вычислить её энтропию, нужно сосчитать энтропию вещества, из которого она состоит, что, конечно, очень сложная задача, так как нейтронная звезда состоит из сильно-взаимодействующих (в квантово-полевом смысле) частиц. Точно не известно даже уравнение состояния для вещества нейтронной звезды.
-
Очень вероятно, что вот это игнорирование физического смысла и привело физику к кризису. Скажи физику: Бытие, физическая онтология, и он в тебя плюнет. А речь-то идет о том, чтобы не выходить за пределы нашего бытия, в котором нет ничего ни нулевого, ни бесконечного. Нигде во вселенной пространство не может быть равно нулю, а по формулам - может. Это же самое пространство не может искривляться просто потому, что никто не знает, из чего оно состоит. Да, геометрический смысл и всё такое...
Получается, что современный физический язык описывает только математические расчеты, что перемещает нас в условную математическую вселенную, и эти две вселенные сильно не совпадают. Этак порядков на 100. Или на 64, кому как нравится. Именно на столько расходится измеренное и расчетное значения космологической постоянной, иначе говоря, физика и математика.-
Очень вероятно, что вот это игнорирование физического смысла и привело физику к кризису. Скажи физику: Бытие, физическая онтология, и он в тебя плюнет. А речь-то идет о том, чтобы не выходить за пределы нашего бытия, в котором нет ничего ни нулевого, ни бесконечного.
Стоп-стоп! На самом деле ситуация ровно обратная. Сначала именно физики хотят странного и не-физичного.
Например, физикам понадобилась функция, которая равно нулю везде, кроме точи 0, а в нуле эта функция должна иметь бесконечное значение (это требование физиков!), и при всем при том, площадь под графиком функции должна быть конечной.
Заметьте, что в данном случае именно физики вышли "за пределы бытия". И чтобы дать математическое обоснование столь не-физичным требования, математикам пришлось разработать аппарат обобщенных математических функций.
-
-
-
А при чём тут гравитационное поле нейтронной звезды?
Принцип непрерывности. Неужели при превращении нейтронной звезды в черную дыру энтропия увеличивается мгновенно на огромную величину?Точно не известно даже уравнение состояния для вещества нейтронной звезды.
У черной дыры и того хуже. Но это не мешает нам вычислять ее энтропию?
Есть такая версия:
Черная дыра это объект, который при известной массе имеет максимально возможную энтропию. То есть черная дыра состоит из максимально возможного (при ее массе) числа колебаний. Соответственно, эти колебания имеют максимально низкую массу-энергию.
Это нулевые колебания с максимальной длиной волны - два пи умноженные на гравитационный радиус. Делим массу чд на массу такого колебания, получаем их общее число. Оно пропорционально квадрату гравитационного радиуса. Умножаем на число пи, и на постоянную Больцмана, получаем классическую формулу для энтропии чд. (извиняюсь за склероз - забыл про постоянную Больцмана) Число пи умноженное на постоянную Больцмана в данном случае это энтропия одного нулевого колебания. Число пи - неопределенность фазы нулевого колебания, то есть единственное, что нам о нем не известно.
На основе простейших вычислений, доступных школьнику, вырисовывается любопытная картина: чд можно представить как замкнутый на себя кусок пространства, в котором нет ничего кроме нулевых колебаний.
Для объяснения это странного совпадения необходимо признать дискретность длины, которая заодно решает и проблему космологической постоянной.
-
-
-
-
Andrey Feldman:
"... закон неуменьшения энтропии справедлив только для замкнутых систем, и для излучающего объекта замкнутой системой является он+излучение."
Интересно, если подсчитать интеграл энтропии энтропийного потока (излучения Хокинга) который идет наружу дыры от момента времени, когда черная дыра еще не испарилась и имеет определенную массу и площадь поверхности, до момента, когда она исчезла, то этот интеграл сойдется с величиной энтропии черной дыры, рассчитанной по площади? (Рассчитанной по площади поверхности горизонта событий дыры в момент времени начала интегрирования)-
Ежинственное чем эта ситуация отличается от охлаждения горячего чайника, это повышение темпкратуры чд в результате потери ею энергии. Закнчивается процесс приличным взрывом во много мегатон. Поэтому при интегрировании могут возникнуть проблемы.
-
Я написал метод проверки формулы расчета энтропии на основе площади горизонта событий. Или, по другому, метод измерения количества энтропии в черной дыре посредством измерения внешнего излучения. Величина энтропии, которая содержится в черной дыре должна быть равна величине энтропии излучения Хокинга при полном испарении дыры.
Этот метод не предусматривает каких либо взрывов. В принципе, пределы интегрирования можно выбрать такими, когда черная дыра ведет себя спокойно и потихоньку испаряется.-
от момента времени, когда черная дыра еще не испарилась и имеет определенную массу и площадь поверхности, до момента, когда она исчезла,
Этот метод не предусматривает каких либо взрывов.
Вот так и пропадают молодые дарования, не предусмотревшие возможность взрыва.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Чёрная_дыраПри этом интенсивность испарения нарастает лавинообразно, и заключительный этап эволюции носит характер взрыва, например, чёрная дыра массой 1000 тонн испарится за время порядка 84 секунды, выделив энергию, равную взрыву примерно десяти миллионов атомных бомб средней мощности.
-
-
-
-
>Интересно, если подсчитать интеграл энтропии энтропийного потока (излучения Хокинга) который идет наружу дыры от момента времени, когда черная дыра еще не испарилась и имеет определенную массу и площадь поверхности, до момента, когда она исчезла, то этот интеграл сойдется с величиной энтропии черной дыры, рассчитанной по площади?
Да. Погуглите Page curve.-
Совпадении интеграла потока излучения Хокинга с величиной энтропии черной дыры, рассчитанной по площади, предполагал. Спасибо за подтверждение.
Излучение Хокинга летит со временного горизонта дыры который отодвинут от нашего времени в прошлое на бесконечность. Похоже, что на виртуальные пары время никак не действует.
Кстати, что там на горизонте событий может колебаться на конечной стадии слияния дыр? Или когда то - колебалось в очень далеком прошлом, которое мы видим в настоящем времени вблизи момента времени слияния дыр? Здесь снова возникает проблема синхронизации времени. Может быть слияние дыр на конечной стадии это тоже квантовый процесс. И эти колебания что-то вроде излучения Хокинга, если это излучение рассматривать как поток энергии, только с использованием гравитационных волн? Здесь речь идет уже об групповых квантовых эффектах?
-
-
-
-
Думаю, что использование классических понятий, в том числе энтропии для черной дыры лишено смысла. Например, сравнение с чайником, который остывает, в принципе некорректно. Как правильно заметил dark (и википедиа), "охлаждение" дыры за счет излучения ведет не к остыванию, а к увеличению ее температуры. Также, излучение Хокинга нельзя отнести к классическим эффектам термодинамики. Это квантовый эффект. И этот эффект нельзя сопоставлять с ОТО - квантовая механика с ОТО ни каким боком не соприкасается. В целом в статье описана какая то химера.
-
мощность излучения в течение последних 20 миллисекунд перед слиянием достигала приблизительно 3,6·1049 Ватт, что превышает суммарную мощность светового излучения всех звезд в наблюдаемой Вселенной примерно в 50 разМеня всегда так умиляют подобные сравнения!.. :з
-
Такие измерения тщательно перепроверяются. Много заинтересованных. Поэтому, например, «открытие» ГВ сразу после запуска первого «реального» детектора ГВ (резонансная «болванка Вебера») быстро превратили в «закрытие» … Заинтересованность понятна – рождение гравитационно-волновой астрономии (как, когда-то нейтринной астрономии). Обычные этапы – научиться регистрировать волны, набрать статистику измерений и использовать для экспериментальных оценок параметров физических объектов и процессов (физика – наука экспериментальная). Собственно, статья об этом: что полезного по измерениям формы сигнала ГВ уже можно количественно оценить и проверить ? А метод обработки сигналов для таких количественных оценок – смысл работы. Анализ формы ГВ «до пика» (рис.2) дал количественные оценки масс обеих ЧД, скорость их вращения вокруг общего центра масс и от них площадь горизонтов до слияния. Сигнала реверберации «после пика» - дал оценки массы образовавшейся ЧД, ее скорости вращения и площадь горизонта. Площадь горизонта оказалась «по Хокингу» - не меньше (увеличилась) суммы горизонтов ЧД до слияния. Это из первых экспериментальных оценок новой гравитационной астрономии. И эти оценки согласуются с теоретическими. Сейчас для измерений по ГВ доступны только самые мощные процессы. Действительно, чувствительность лазерных интерферометров «космического базирования» будет выше из-за уменьшения шумов и большой базы. Однако, как в «электромагнитной» астрономии, возможно, «гонка» наземных и космических систем не закончится быстро. Как и ожидалось космические телескопы дали прекрасное разрешение объектов. Но была разработана технология адаптивной оптики и наземные телескопы стали показывать хорошие результаты.
-
Анализ формы ГВ «до пика» (рис.2) дал количественные оценки масс обеих ЧД, скорость их вращения вокруг общего центра масс и от них площадь горизонтов до слияния.
Хорошо бы для этого сначала определить (желательно другим методом) расстояние до источника сигнала.
Скорее всего, по уровню сигнала можно определить только лишь соотношение "расстояние (до источника сигнала) - массы (источников сигнала)". А там уже выбирай (гадай) - такое-то расстояние, значит такие-то массы. Или, наоборот, - такие-то массы, значит такое-то расстояние. В качестве подсказки - форма сигнала, если это действительно ГВ-сигнал.-
Уточним. Долгое время ОТО и квантовая теория «не пересекались». До известных, в том числе, работ С. Хокинга по эффектам на границе горизонта событий ЧД. Самая известная, видимо, работа о возможном эффекте испарения ЧД. Здесь обсуждается экспериментальная проверка по ГВ другой работы: «теоремы площадей» (Хокинг сам предложил эту проверку сразу после открытия ГВ). Что площадь горизонта событий – аналог энтропии, а теорема площадей – аналог Второго Начала для ЧД – логичные, но пока предположения. Обсуждается и проверка « теоремы об отсутствии волос» у ЧД (название - шутка Дж. Уилера): доказали измерения ГВ, что ЧД «лысые» («как биллиардный шар») или нет? Есть идеи измерения по ГВ наклона осей вращения ЧД при слиянии. Измерение средней скорости излучения информации на единицу энергии (2. 2×1034 бит в секунду на джоуль) и т.д. Триангуляция источников ГВ проводится по сигналам трех гравитационных антенн (две в US и одна в Италии). Проверка полученных координат методами «электромагнитной» астрономии ведётся (так, совпадение импульса ГВ GW170817 и вспышки света в галактике NGC 4993 позволило оценить скорость ГВ). Т.к. с аналитическими решениями, как обычно, проблемы, подбор параметров для количественных оценок (по ОТО масса и скорость вращения ЧД определяют форму ГВ, а по ним можно оценить площадь горизонта событий) как обычно, проводится численными методами (подбор параметров модели слияния ЧД по характерным измеряемым гармоникам (обертонам) сигнала ГВ «до и после» пика. Полученная вероятность совпадения модели и измерений 95%). Возможные формы ГВ от разных источников обсуждались уже давно для настройки селективных фильтров (механических и электронных).
Количество и качество перепроверок измерений ГВ можно посмотреть, например, в интервью участников : «…как отмечает С. Бабак, научные команды LIGO и VIRGO всерьез подходят ко всем претензиям, которые часто излагают сторонники альтернативных теорий гравитации, считающие, что гравитационные обсерватории или ничего не нашли, или зафиксировали какое-то другое событие в космосе. "Мы хорошо понимаем, что скептики будут всегда, и убежать от них у нас не получится. Каждое их заявление и все их претензии проверяет наша коллаборация. Мы пытаемся повторить их расчеты и оценить, действительно ли мы ошибались. Как правило, нам не удается повторить те результаты, которые получили эти люди, или же мы находим у них ошибки "...».-
Триангуляция источников ГВ проводится по сигналам трех гравитационных антенн
Насколько данный метод точен на таких расстояниях? В оптике большие расстояния вроде бы меряют красным смещением? Или же Вы имеете ввиду лишь направление на источник сигнала?-
hronos имел ввиду направленме на источник сигнала. Для определения этого направления надо миниум три детектора. Если бы был четвертый, то в принципе можно было бы определить и расстояние до источника, то есть до далекой галактики. Однако из-за низкой частоты сигнала и большого расстояния до источника, четвертый детектор пришлось бы поместить за пределами земли и наверняка за пределами солнечной системы.
Вся инфа, кроме направления, получается из формы ГВ. Поскольку красное смещение неизвестно, из-за него должна появляться дополнительная неопределенность.
-
-
По публикациям (их можно посмотреть на сайте коллаборации), погрешность оценки направления на источник ГВ (“эллипс погрешности”) по триангуляции (временной сдвиг регистрации сигнала детекторами мог быть, например, 3…7мс) зависит от события и геометрии измерений. Для гравитационного импульса GW170817 эллипс погрешности имел вытянутую форму порядка 2 градусов в ширину и 15 в длину (28 квадратных градусов) – « … примерно, площадь и форма банана в вытянутой руке на небе в районе Пси Гидры». Для сигнала GW150914 (только два детектора ГВ) площадь локализации источника 600 квадратных градусов. Оценка дальности до источника ГВ ведется, «по методу фотометрии». Численное моделирование позволяет по сигналу ГВ оценить массу двух ЧД до слияния и массу образовавшейся ЧД. Разница масс «до и после» - «гравитационный дефект масс», энергия которая излучается как ГВ. Время слияния ЧД по сигналу ГВ – время излучения. Отношение дает мощность излучения источника. Оценка дальности (с учетом, что амплитуда ГВ уменьшается обратно пропорционально расстоянию от источника) - по отношению мощности источника и регистрируемой детектором на земле амплитуды ГВ. Значимость «гипотезы», что событие GW150914 – слияние ЧД : 5,1σ (т.е. для ожидания «альтернативного варианта» - обычной флуктуации нужной мощности потребуется 200 тысяч лет) с массами (по первой публикации) 36 и 29 солнечных в ЧД с массой 62 солнечных (для вероятности 90% погрешность оценок масс ЧД ±4%). Дефект массы при слиянии ЧД: 3±0,5 солнечных масс. Время слияния ЧД по их ГВ – 20мс. Пиковая мощность излучения – 200 солнечных масс в секунду. Сравнение оценок масс ЧД и мощность в импульсе с пиковой амплитудой ГВ, регистрируемой детекторами, дало дальность источника порядка 1.3 миллиарда св. лет.
-
-
-
-
Первый закон дифференциальный, а шевелить в реальном времени параметры черной дыры тяжеловато. Из этого закона есть следствия, типа того же S = A/(4G), которое использовалось в обсуждаемой статье, например.
-
Ваш ответ без пояснений, похоже, поймут только нобелевские лауреаты - экспериментально подтвердившие гипотезу гравитационных волн.
Расшифруйте, пожалуйста, - при чём здесь дифференциальная форма первого закона? - и как можно "...шевелить в реальном времени параметры черной дыры...".-
Любопытно - а первый закон термодинамики для черных дыр подтвержден?
поймут только нобелевские лауреаты
ОТО - беспринципная теория с пониженной научной ответственностью. В этом ее прелесть: она может угодть и нашим и вашим. Если произвольно задать какие-либо начальные условия она точно, в пределах своей применимости, предскажет, что увидит наблюдатель. Закон сохранения энергии - 1-й закон термодинамики, в ОТО не применим, и это прекрасно, поскольку в действительности все не так как на самом деле. Но душа у физиков болит, поэтому они нарисуют бесконечное плоское пространство Минковского, и смотрят из безконечности в бездну (на черную дыру).
Для уменьшения произвола, в ОТО надо добавить постоянную Планка. Это сразу даст эталонную длину - длину Планка, что в свою очередь позволяет решить старый вопрос: всленная расширяется с ускорением или это мы ускоренно сжимаемся вместе с местной группой галактик? Поскольку ключевой гравитационный эксперимент планируется уже более 20 лет, мы до настоящего времени не можем ни подтвердить ни опровергнуть космологическую модель Эйнштейна 1917 года (стационарная вселенная с лямбда членом).
Кстати о лямба члене:
При расширении фотонного газа энергия фотонов уменьшается, то есть фотоны создают положительное давление. А число нулевых колебаний и их общая энергия увеличивается, то есть они создают отрицательное давление, как и лямбда член Эйнштейна.
Без этих нулевых колебаний (лямбда члена) и энтропию в ОТО нормально не добавить.
(По моим прикидкам этим бредням не менее 40 лет)-
ОТО - беспринципная теория с пониженной научной ответственностью.
беспринципный комментатор с пониженной научной ответственностью.Закон сохранения энергии - 1-й закон термодинамики, в ОТО не применим
Закон сохранения энергии - 1-й закон термодинамики, в Квантовой механике не применим - Гейзенберг зуб дал.-
ОТО - беспринципная теория с пониженной научной ответственностью.
беспринципный комментатор с пониженной научной ответственностью.
Мое оценочное суждение было подтверждено аргументами. На эти аргументы у Вас возражений нет. Поэтому я могу Вам только посочувствовать.
"Многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы; но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий." (ц)Закон сохранения энергии - 1-й закон термодинамики, в ОТО не применим
Закон сохранения энергии - 1-й закон термодинамики, в Квантовой механике не применим - Гейзенберг зуб дал.
Хорошая попытка, в духе научного цинизма, забить на закон сохранения энергии.
Однако из квантовой механики следует, что в макромире отклонения от этого закона весьма незначительны.
Кроме того, как только возбужденный атом помещается в резонатор, подавляющий определенные частоы нулевых колебаний, время жизни возбужденного атома увеличивается.
https://kiwibyrd.org/2013/11/21/1210/
https://studopedia.su/16_184698_kvantovaya-elektrodinamike-v-rezonatore.html Однако оказывается, что пролетая сквозь пустой резонатор, атом может ускорить или, наоборот, замедлить процесс «высвечивания» фотона!
Когда мы рассматривает закон сохранения энергии в микромире, необходимо учитывать энергию нулевых колебаний, которую мы практически не контролируем.-
Мое оценочное суждение было подтверждено аргументами
Не льстите себе. У вас не было никаких аргументов. Вообще нет.
Тензор энергии-вектора в ОТО сохраняется строго, см. закон сохранения в дифференциальном виде.
Остальное это у вас ерундистика бессвязная.Хорошая попытка, в духе научного цинизма, забить на закон сохранения энергии.
Так ОТО якобы нарушает закон сохранения энергии только умозрительно, только тем что его в ней якобы нельзя точно подсчитать. А в КМ его нарушение это постулат принципа неопределенности, без его нарушения нет КМ как теории. А для астрофизиков такого закона нет в принципе, они его жестко отрицают потому что он ненаблюдаем.
Однако из квантовой механики следует, что в макромире отклонения от этого закона весьма незначительны.-
Ой! Вы тот самый специалист по гравитации, который обнулил работы Бекенштейна и Хокинга!
Прекращаю бессмысленные препирательства.
Расскажите пожалуйста о главном.
Что кругом недоумки и никакой квантовой гравитации не будет, это понятно.
А что ждет нашу вселенную? Как у нее энтропия, повышается?
К чему вообше нам готовиться и есть ли жизнь в черной дыре?-
Прекращаю бессмысленные препирательства.
Вот это верно! Поддерживаю.Расскажите пожалуйста о главном.
А это вы не туда попали. Вам на лавочку у подъезда, бабушек пугать.-
А это вы не туда попали. Вам на лавочку у подъезда, бабушек пугать.
Так Вы оказывается из грамотных будете?
Тогда исправьте в своем утверждении:Тензор энергии-вектора в ОТО сохраняется строго, см. закон сохранения в дифференциальном виде.
"тензор" на "псевдотензор"
Затем посмотрим википедию:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_сохранения_энергии#Общая_теория_относительности При должным образом определённом псевдотензоре энергии-импульса гравитационного поля можно добиться сохранения полной энергии гравитационно взаимодействующих тел и полей, включая гравитационное[18]. Однако на данный момент не существует общепризнанного способа введения энергии гравитационного поля, поскольку все предложенные варианты обладают теми или иными недостатками. Например, энергия гравитационного поля принципиально не может быть определена как тензор относительно общих преобразований координат[19].
Ничто не мешает Вам определить свой псевдотензор и добиться сохранения полной энергии. Но в рамках ОТО в принципе невозможно доказать, что это единственно верное решение.
Ничто не мешает определить псевдотензор "не должным" образом.
Прелестная ОТО способна угодить и сторнникам и противникам закона сохранения энергии.
В квантовой механике все намного более определенней. А принцип неопределенности Гейзенберга притянут Вами за уши.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_сохранения_энергии#Квантовая_механика в квантовой механике имеются фундаментальные ограничения на то, насколько малым может быть возмущение системы в процессе измерения. Это приводит к так называемому принципу неопределённости Гейзенберга,
-
Так Вы оказывается из грамотных будете?
Моего образования вполне достаточно, чтобы отнести автора вопроса "Есть ли жизнь в черной дыре" к фрикам.Тогда исправьте в своем утверждении:
Это не моё утверждение. Это было утверждение некоего Истинov-а. А я VladNSK, и у меня только один ник.
Тензор энергии-вектора
...-
Это не моё утверждение. Это было утверждение некоего Истинov-а. А я VladNSK, и у меня только один ник.
Извините, если что. Ник на анонимном форуме, как удостоверение личности, это не серьезно.
На тезис: ОТО - теория без комплексов с пониженной научной ответственностью, возражений больше нет. Произвол в этой теории рано или поздно будет ограничен квантовой механикой.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Мне нравицца направление ваших мыслей! :)
А на Истинovа не обращайте внимание - он мне сразу показался чересчур сказочным персонажем... :/-
Вместо добротной околонаучной дискуссии получилось выяснение личных отношений между совершенно незнакомыми анонимами. Я даже в никах запутался:(
Но это сущие мелочи в сравнении с другой новостью.
Когда пытался выяснить причину зависания сайта, оказался на постнауке. И тут обнаружился настоящий ужас:
Лженаучная гипотеза Эйнштейна о стационарности вселенной потихоньку возвращается в официальную науку, вслед за его знаменитым членом:
https://youtu.be/Q655Siyo9h4?t=2243
https://youtu.be/Q655Siyo9h4?t=6595
А мы этот вопрос так и не обсудили на форуме. Потом будет поздно. Произойдет еще один переворот, и поборники чистоты науки будут клеймить невеждами всех, кто усомнится в стационарности вселенной.-
https://youtu.be...
Вот неймется некоторым фрикам на халяву прославиться в лучах славы чужого сайта.
Вы, как гов..нная певичка из зомби-ящика: любая новость, хоть плохая, хоть хорошая - всё в строку, лишь бы заметили.-
https://youtu.be/Q655Siyo9h4?t=2243
Репутация у Рубакова конечно неоднозначная.
Вот неймется некоторым фрикам на халяву прославиться в лучах славы чужого сайта.
Но он прекрасно встроился в систему. Неужели Вы считаете его фриком?-
Я считаю фриком того, кто ради раскрутки своего убожества пишет не-важно-что на популярном сайте. Поэтому dark, который наваливает тут ссылки на youtube, это несомненный фрик.
Кто такой Рубаков - знать не знаю, но пока что он тут под своим именем ничего не написал.
P.S. Тут научный сайт, поэтому ссылки на youtube сразу же вызывают обоснованное подозрение. Если вам нравится Рубаков, то там у него в трубе и отмечайтесь. Чего вы сюда-то приперлись?
Либо дайте ссылки на работы Рубакова в престижном журнале, если такие есть.-
Вы главное не волнуйтесь.
Я наверное неправильно Вас понял.
Когда в ответ на мою ссылку:
https://youtu.be/Q655Siyo9h4?t=2243
Вы написали:Вот неймется некоторым фрикам на халяву прославиться в лучах славы чужого сайта.
Я решил, что имеется в виду сайт постнаука, а под фриком подрузамевается Рубаков. Ролик на ютуб выложил имеенно этот сайт, Это видно по отметке в левом верхнем угле ролика и по надписи под роликом. На ютубе сейчас размещают ролики практически все уважающие себя СМИ.
Меня очень заинтересовала Ваша оценка, поскольку, как я уже писал: "Репутация у Рубакова конечно неоднозначная."
Одни специалисты считают его кандидатом на нобеля, а другие теоремным шарлотаном.
Оказалось, что Вы не в курсе:Кто такой Рубаков - знать не знаю, но пока что он тут под своим именем ничего не написал.
Ошибаетесь. Кое что на этом сайте он написал:
https://elementy.ru/video/121/Fizika_elementarnykh_chastits_v_preddverii_zapuska_Bolshogo_adronnogo_kollaydera
Ваше требование:Либо дайте ссылки на работы Рубакова в престижном журнале, если такие есть.
Отклоняется.
Если Вас не забанили в яндексе и гугле, то сами найдете. Поиск можете начать с википедии:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Рубаков%2C_Валерий_Анатольевич-
Отклоняется
Ну, вполне ожидаемый ответ. Дать ссылки по теме этой статьи вы не сумели. Зато дали ссылку на википедию. И еще ссылки на какой-то уoutube-канал, в котором кстати ведущий совсем другой, не Рубаков. Вы бы еще ссылку на газету "Правда" дали.
А вот за ссылку на лекцию Рубакова по бозону Хигса - за это спасибо. НО: к теме этой статьи та лекция отношения не имеет.
Еще раз: я расценимаю ваши ссылки на youtube-каналы исключительно как попытку на халяву получить пару лайков.-
Напоминаю ход дискуссии.
dark antiximik 20.07.2021 18:56... оказался на постнауке. И тут обнаружился настоящий ужас:
VladNSK dark 21.07.2021 13:56
Лженаучная гипотеза Эйнштейна о стационарности вселенной потихоньку возвращается в официальную науку, вслед за его знаменитым членом:
https://youtu.be/Q655Siyo9h4?t=6595Вот неймется некоторым фрикам на халяву прославиться в лучах славы чужого сайта.
dark VladNSK 21.07.2021 16:41Репутация у Рубакова конечно неоднозначная.
VladNSK dark 24.07.2021 13:00
Но он прекрасно встроился в систему. Неужели Вы считаете его фриком?Я считаю фриком того, кто ради раскрутки своего убожества пишет не-важно-что на популярном сайте. Поэтому dark, который наваливает тут ссылки на youtube, это несомненный фрик.
dark VladNSK 24.07.2021 17:04
Кто такой Рубаков - знать не знаю, но пока что он тут под своим именем ничего не написал.Поиск можете начать с википедии:
VladNSK dark 24.07.2021 19:15
https://ru.wikipedia.org/wiki/Рубаков%2C_Валерий_АнатольевичДать ссылки по теме этой статьи вы не сумели. Зато дали ссылку на википедию. И еще ссылки на какой-то уoutube-канал, в котором кстати ведущий совсем другой, не Рубаков. Вы бы еще ссылку на газету "Правда" дали.
И так, Вы влезли в ветку дисскуссии, где
Еще раз: я расценимаю ваши ссылки на youtube-каналы исключительно как попытку на халяву получить пару лайков.
20.07.2021 18:56 я поделился с antiximik важной научной новостью, которую услышал на сайте постнаука от академика РАН Рубакова - члена президиума РАН - руководителя секции: Отделение физических наук РАН СЕКЦИЯ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ.
21.07.2021 13:56 Вы намекнули, что этот академик фрик, который пытается на халяву прославиться в лучах славы чужого сайта.
24.07.2021 13:00 Вы объявили ролик постнауки убожеством, а меня пиарщиком ютуб-канала постнауки.Заодно сообщаете о том, что не знаете кто такой Рубаков. .
24.07.2021 17:04 я даю Вам ссылку:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Рубаков%2C_Валерий_Анатольевич
24.07.2021 19:15 Вы продолжаете утверждать, что слова академика ничего не значат, поскольку он выступал на каком-то ютуб-канале и не является ведущим этого канала.
При этом Вы расцениваете ссылку на выступление академика Рубакова, как попытку получить несколько лайков.
Разъясните пожалуйста, где здесь ставятся лайки. Очень хочется поставить Вам дизлайк за невежество, которое является единственным оправданием для Ваших необдуманных оценок.
-
-
-
-
-
-
-
...настоящий ужас: Лженаучная гипотеза Эйнштейна о стационарности вселенной потихоньку возвращается в официальную науку...
"
Ужас будет, если нас покинет чувство юмора. Только оно может притормозить ту свирепую серьёзность, с которой иногда набрасываются на всё, что находится за пределами официальной физики. Допустим, выдвигается гипотеза пульсирующей вселенной: сначала она большая, но рыхлая, потом начала сжиматься до точки, затем взорвалась и т.д. Вопрос: что окружает вселенную, когда она сжимается? Официальный физик здесь сделает гримасу и отвернется, мол, неправильный, не проверяемый в эксперименте вопрос. А вот теория стационарной вселенной, то бишь, постоянной бесконечности вселенной, этот вопрос о краях нашего мира красиво обнуляет. Это ли не повод усмехнуться? О тож...-
А вот теория стационарной вселенной, то бишь, постоянной бесконечности вселенной, этот вопрос о краях нашего мира красиво обнуляет. Это ли не повод усмехнуться? О тож...
Рубаков похоже, что тоже обнуляет полную энергию вселенной. Так обходится закон сохранения энергии и вопрос об источнике этой энергии. Грав полю приписывают отрицательную энергию. И еще есть много разных проблем, которые подобным образом замели под ковер.
Модель Эйнштейна Вам не понравится. У ней конечный объем - поверхность 4-х мерного шара. А ее адаптированная к современности версия это вообще шок и трепет для слабонервных. Если вселенная стационарна, значит нестационарна материя. Процесс сжатия темной и обычной материи не остановится до самого конца. Сжимаемся мы вместе с соседними галактиками, и всеми остальными предметами, Поэтому мы пока ничего не видим. В эту жуть никто не поверит, пока с высокой точностью не будет измерена вариацию гравитационной постоянной. Ну, а когда обнаружат, что она и соответственно длина Планка увеличиваются, можно будет начинать паниковать, Короче, можно приступать к съемкам фильма ужасов. И Вашу идею про дырки, которые губят миры, можно будет добавить в сценарий.-
начинать паниковать
"
Спокойствие, только спокойствие(с). Каждый норовит выпятить свою версию, не стесняясь замести под ковер всё ей мешающее. А правда в том, что все мы, наследники Аристотеля, боимся допустить наличие бесконечного. Это как бы согласиться с идеей божественного замысла, первотолчка и пр. Пора уж переболеть этими бабушкиными запуками.
Когда Эйнштейн доказал свою ОТО, ему пеняли, что его формулы описывают частные случаи и не работают применительно к бесконечности. Правда, никто до сих пор не смог даже подступиться к математике бесконечности. В самом деле, если сложить две бесконечности, то получится все равно одна бесконечность, то есть, 1+1=1. И тишина...
Официальная наука отрицает идею физической бесконечности потому, что она вся стоит на идее полной познаваемости мира. Мол, допущение непознаваемости льёт воду на мельницу идеализьма. Хватит уже трястись, идеализм давно мертв,но вечно зеленеет древо философии. Поэтому пора посмотреть в глаза бесконечности и с улыбкой сказать: материя/энергия Большой Вселенной вечна и бесконечна, ее источник непознаваем в принципе. Это Нулевая аксиома (шутка)... А далее каждый может пасти своих баранов - и гипотезу большого взрыва, и гравитационные волны, и т.д.,- бесконечность разрешает всё. Даже такой пустячок, как эвклидовость пространства вселенной, сам собой вытекает из факта её бесконечности.-
Правда, никто до сих пор не смог даже подступиться к математике бесконечности.
Для математиков бесконечность не проблема. Они давно научились делить на ноль, разбираются в сортах бесконечности, и в бесконечно малых.бесконечность разрешает всё
В этом нет ничего хорошего.
Если отменить все ограничения - законы, то предсказательная сила теорий устремится к нулю. Произвол и анархия нам зачем?Даже такой пустячок, как эвклидовость пространства вселенной, сам собой вытекает из факта её бесконечности.
Главная прелесть гипотезы бесконечности заключается в том, что для ее доказательства требуется бесконечно много времени и соответственно бесконечное финансирование. -
Правда, никто до сих пор не смог даже подступиться к математике бесконечности. В самом деле, если сложить две бесконечности, то получится все равно одна бесконечность, то есть, 1+1=1. И тишина...
Почему тишина? Это проходят в любом ВУЗе на первом же семестре мат-анализа и теории множеств. Так что насчет "никто не смог" - это всё ваши выдумки. Вы бы еще написали, что ноль - это не число (есть и такие).
-
-
-
Вопрос: что окружает вселенную, когда она сжимается?
OSAO, ну, вы же вроде-как-бы философ, не? И много где были. Вы же должны понимать, что есть так называемые детские вопросы, на которые нельзя дать хоть сколько-нибудь разумный ответ. Просто потому, что это некорректные вопросы.
Ваш вопрос - некорректный. И столь же нелепый, как известный детский вопрос: куда девается дырка от бублика после того, как бублик съеден?
Попробуйте переформулировать свой вопрос.
-
-
-
-
-
Спасибо, - теперь, при необходимости, буду ссылаться на ваше мнение: Фельдман Андрей, доктор философии (PhD), старший преподаватель, Физический факультет, Кафедра теоретической физики ФФ Новосибирского Госуниверситета утверждает - "...первый закон термодинамики для черных дыр подтвержден. Он выполнен для керровских и шварцшильдовских чёрных дыр".
-
Интересно, как может первый закон не выполняться? Ведь, имхо, в самом общем смысле он говорит о непрерывности энергетического поля. То есть, в вакууме могут быть дырки, не заполненные вообще ничем?
-
-
-
Поскольку все пространство вселенной заполнено полем, то непрерывность поля равносильна непрерывности пространства. А поскольку пространство существует в континууме со временем, то первый закон говорит и о непрерывности времени.
-
У вас какие-то неочевидные логические следствия. Из чего следует однородность или непрерывность поля? Почему это отождествляется с непрерывностью пространства, после и с непрерывностью времени? Насколько я знаю, в теореме Нетер это однородность постулируется и уже из этого выводятся следствия, как закон сохранения энергия, импульса и по.
-
-
Я ничего не говорил об однородности. Наоборот, её как раз не может и быть, иначе откуда возьмутся все эти возмущения и флуктуации. Короче, неоднородность - это наше всё.))) Другое дело - непрерывность энергии, пространства и времени как континуума, это второе наше всё.
-
Я думал мы выяснили, что закон сохранения энергии это следствие однородности времени, а не непрерывности поля или пространства. Если нет, то поясните, пожалуйста, как связаны непрерывность поля/пространства и сохранение энергии?
-
А вот не надо бояться философических подходов. Старик Гегель описывал исходное Ничто - Абсолют - как тотальную, торжествующую, абсолютную однородность. Это такой вид Чего-то, настолько однородный, что внутри его мы не можем выделить ни каких признаков. И - по Гегелю - наша вселенная началась с того, что внутри Исходной однородности вдруг возникла некая квантовая флуктуация, и далее взрыв, инфляция и прочая кутерьма. Короче, с однородностью нам не по пути.
Закон сохранения энергии онтологически, безо всяких формул, вытекает из исходного постулата о непрерывности этой самой энергии. "Если в каком-то месте убыло, то в другом обязательно прибыло". То есть, энергия может переходить из вида в вид, например, из электрической в тепловую, но и только. Непрерывность и сохранность - это, по сути, одно и то же. Потому, что иначе - дырки в материи. Тут с дырами-то черными не можем ладу дать, а уж на дырках вообще свихнемся.)))
Итого: дырок в материи нет и не может быть, иначе вселенная самоуничтожилась бы. Это и является основанием для формулирования закона о сохранении энергии. Ну, а какие там теоремы и формулы будут написаны, уже не так важно.)))-
Итого: дырок в материи нет и не может быть, иначе вселенная самоуничтожилась бы.
Этот аргумент можно было бы принянять, если бы было известно, что вселенная существовала вечно. Правильней было бы сказать так:
"дырок в материи нет и не может быть, иначе вселенная самоуничтожится".-
А она и существует вечно. Большая вселенная. Да, у нашей 4-х вселенной есть начало во времени, но в этой точке наша энергия не возникла из пустоты, здесь просто произошел переход из одной формы в другую. Типа, как механическая энергия переходит в электрическую.
"Музыку я разъял, как труп, поверил
Я алгеброй гармонию тогда"(с).
Это я к тому, что мой первый пост был о физической онтологии как об ощущении гармонии физических законов во вселенной. "Алгебра" же вторична, и что бы там из формул ни вытекало - хоть искривление пространства, хоть кротовые норы между черными дырами, хоть что,- но если гармонию разъять, получится труп. То есть, теперешний тупик или, говоря терпимее - заводь с медленным круговым движением.
Вывод: первое начало термодинамики подтверждается везде в нашей вселенной, ибо привыкло подтверждаться, ибо не может не подтверждаться. )))
Ну, за наступившие выходные!-
А она и существует вечно. Большая вселенная.
У меня большие сомнения в том, что она пригодна для проживания.Да, у нашей 4-х вселенной есть начало во времени
Меня больше всего интересует именно эта вселенная. Если из-за дырок она самоуничтожится, придется как-то приспосабливаться к жизни в 5-х вселенной.Вывод: первое начало термодинамики подтверждается везде в нашей вселенной
Тоже всегда исхожу из этого предположения. Но второе начало термодинамики уважаю не меньше первого,
И Вам прохладных выходных!
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Стивен Хокинг доказал теорему, утверждающую, что площадь горизонта событий черной дыры не может уменьшаться со временем (S. W. Hawking, 1972. Black holes in general relativity). Это свойство очень напоминает Второе начало термодинамики,всего лишь напоминает? тогда название статьи следовало бы изменить.
не понятно также, утверждение Хокинга выполняется точно, или носит статистический характер, как настоящий 2 закон термодинамики? может ли площадь горизонта событий увеличиваться в ходе флуктуаций или колебаний, показанных желтой кривой на рисунке 2? можно ли по затуханию этих колебаний сделать какие-то выводы о процессах релаксации внутри горизонта событий?
-
Краткая история
В начале, все считали чд чрезвычайно простым объектом (из тех, кто верил в их существование).
Бекенштейн, к тому времени только окончивший учебу, страдая от жары, задумался об использовании чд в качестве холодильника. Немного остыв, он решил, что нечего даром пропадать перепаду температур - его следует использовать для работы тепловой машины.
Поскольку в те времена температуру чд считали равной абсолютному нулю, расчетный кпд получался равным 100 %.
Придя в себя, Бекенштейн побежал к Хокингу. Он считал, что выиграет в любом случае: либо он придумал вечный двигатель второго рода, либо доказал наличие положительной температуры у чл.
Но Хокинг послал его лесом.А затем призадумался.
В этом что-то есть, подумал он. Кстати пришлась и его теорема о неуменьшении общей площачи чд, которая ведет себя как энтропия.
Долго он думал, как обосновать и преподнести эту идею, что бы его не закидали тапками.
В конце концов он доказал, что чд может излучать тепло, путем разделения виртуальных пар гравитационным полем.
Оценив все риски, и не привлекая лишнего внимания, он сделал скромненький доклад, [который до сих пор не опубликован ни в одном журнале] , и опубликовал статью в журнале:
https://www.brainmaster.com/software/pubs/physics/Hawking%20Particle%20Creation.pdf
Для ученых это был удар под дых. Самый простой объект вселенной (согласно общему мнению), был представлен как имеющий чудовищно большую энтропию, то есть чрезвычайно большое число микросостояний.-
Оценив все риски, и не привлекая лишнего внимания, он [Хокинг ] сделал скромненький доклад, который до сих пор не опубликован ни в одном журнал.
Что за доклад?-
S. W. Hawking, “Particle creation by black holes,” Communications in Mathematical Physics 43, 199 (1975)
https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02345020
Извиняюсь за художественное преувеличение. Статья Хокинга не опубликована ни в одном престижном журнале.
https://miem.hse.ru/data/2016/03/22/1128207064/Scopus_Journals_Physics.pdf Перечень ведущих международных журналов по направлению «Физика и астрономия»
(явно не престижный журнал, в 1975 году он был еще менее известен)
99.Communications in Mathematical Physics-
Для ученых это был удар под дых.
А есть ссылка на "престижный журнал", где это было написано? Или и это тоже было вашим художественным преувеличением? Как и страдания Бекенштейна от жары?-
А есть ссылка на "престижный журнал", где это было написано?
Целикм опубликовано только здесь:
https://elementy.ru/novosti_nauki/433836/Vtoroy_zakon_termodinamiki_dlya_chernykh_dyr_podtverzhden_metodami_gravitatsion noy_astronomii#forum
Страдания Бекенштейна от жары - это не преувеличение, а художественный вымысел! Про вечный двигать второго рода, придуманный Бекенштейном, должны остаться публикации в инете (с картинками!). Что Хокинг первоначально отвергал идеи Бекенштейна, подтверждали свидетели. Что доклад Хокинга был ударом по устоявшимся представлениям это очевидно. Что он при этом рисковал своей репутацией тоже очевидно. Про то, что статья Хокинга 1975 г. опубликована только в одном малоизвестном журнале, прочел на каком-то форуме. Похоже на правду. Можете проверить сами с помощью поисковика.
https://www.google.com/search?q=s.+w.+hawking+particle+creation+by+black+holes&source=hp&ei=RzPvYLOhJYuckwX6kaiI Ag&iflsig=AINFCbYAAAAAYO9BVyYgRLeWZRo2gdNuxS6Oh4MZD8ua&a mp;oq=“Particle+creation+by+black+holes”&gs_lcp=Cgdnd3Mt d2l6EAEYBDIECAAQEzIECAAQEzIGCAAQHhATMggIABAFEB4QEzIICAAQBRAe EBMyCAgAEAUQHhATOggIABAWEB4QE1DEE1i8UGDIkQNoAXAAeACAAZADiAGE B5IBBzItMS4xLjGYAQCgAQKgAQGqAQdnd3Mtd2l6sAEA&sclient=gws -wiz
https://inspirehep.net/literature/101338
График цитирования по годам
Статья Хокинга на халяву:
https://www.brainmaster.com/software/pubs/physics/Hawking%20Particle%20Creation.pdf
Сведений о публикации в другом журнале не нашел. Может у вас получится?-
Проверка показала, что в краткой истории мною была допущена одна фактическая ошибка. Статья Хокинга была опубликована в журнале "Communications in Mathematical Physics". Причем место публикации для него совершенно обычное.
К краткой истории требуются особо длинные пояснения:)
http://www.astronet.ru/db/msg/1171229/kirzhnits.html
По-видимому, только Бекенштейн почувствовал, что за всем сказанным стоит глубокая физика. Отвергнув возможность нарушения второго начала, он дал следующее решение задачи Уилера.
... придумав особого рода машину, которая способна (мысленно, конечно) превращать тепло в работу в поле ЧД (грубо говоря, это заполненный горячим излучением контейнер на длинной нити, который после его спуска до горизонта событий опорожняется, потом поднимается обратно уже в облегченном виде; выигрыш в энергии при спуске поэтому не меньше ее затрат при подъеме, рис. 2).
http://images.astronet.ru/pubd/2001/10/14/0001171229/9706_084.2.gif
https://mir-knig.com/read_227169-34#
Битва при черной дыре. Мое сражение со Стивеном Хокингом за мир, безопасный для квантовой механики (34 стр.)
Леонард Сасскинд
https://infopedia.su/16x11ffa.html
Бекенштейн вычисляет энтропию черной дыры
Каким-то образом в принципах квантовой механики и общей теории относительности скрыта загадочная связь между невидимыми битами информации и кусочками площади планковского размера.
Этот конфликт — очевидная несовместимость между представлением о горизонте как о поверхности, плотно заполненной материальными битами, и как о точке невозврата — и стал казус белли для Битвы при черной дыре.
Стивен, по его собственным словам, сначала не поверил странному выводу, сделанному Якобом Бекенштейном, в то время никому не известным принстонским студентом. Каким образом черные дыры могут обладать энтропией?
Бекенштейновская энтропия не имела смысла для Хокинга, пока он не изобрел свой собственный способ думать о ней.
Хокинг немедленно заметил упущение Бекенштейна, но мысль о том, что черная дыра имеет температуру, показалась Стивену столь абсурдной, что его первой реакцией было отбросить как недоразумение энтропию вместе с температурой. Возможно, отчасти причиной этого отторжения было то, что смехотворной идеей казалось испарение черной дыры. Я точно не знаю, что заставило Стивена передумать, но он это сделал. Используя сложнейшую математику квантовой теории поля, он нашел собственный способ доказать, что черные дыры излучают энергию.
Для Хокинга самым важным следствием квантовой теории поля была идея о том, что электромагнитное поле подвержено «квантовой дрожи» (см. главу 4) даже в отсутствие возмущающих его зарядов. В пустом пространстве электромагнитное поле мерцает и колеблется за счет вакуумных флуктуаций. Почему мы не чувствуем этих вибраций в пустом пространстве? Вовсе не потому, что они очень слабые. На самом деле колебания электромагнитного поля в небольшой области пространства чрезвычайно сильны. Но поскольку пустое пространство обладает меньшей энергией, чем что-либо иное, энергия квантовых флуктуаций никаким способом не может передаться нашим телам.-
Но поскольку пустое пространство обладает меньшей энергией, чем что-либо иное, энергия квантовых флуктуаций никаким способом не может передаться нашим телам.
"Ежели человека не кормить, не поить, не лечить, то он, эта, будет, значить, несчастлив и даже может помрёт." Из Стругацких.-
"Ежели человека не кормить, не поить, не лечить, то он, эта, будет, значить, несчастлив и даже может помрёт." Из Стругацких.
Странная у Вас реакция на цитату из книги Леонарда Сасскинда.
"Ежели легко внушаемого человека долго убеждать, что энергию (энтропию, температуру) пустого пространства невозможно посчитать, и при этом отбить у него способность к критике смыслов, то он, эта, будет, значить, отрицать саму эту возможность." ©
-
-
-
-
-
-
Гравитационные волны
-
07.07.2023Зарегистрированы низкочастотные гравитационные волныАлексей Левин • Новости науки
-
09.07.2021Второй закон термодинамики для черных дыр подтвержден методами гравитационной астрономииАндрей Фельдман • Новости науки
-
24.09.2020Слияние чемпионовБорис Штерн • Библиотека • «Троицкий вариант» №18(312), 2020
-
09.04.2019Открыт новый сезон охоты за гравитационными волнамиАлексей Левин • Новости науки
-
17.10.2017Зафиксировано слияние нейтронных звезд!Сергей Попов • Картинки дня
-
28.09.2017Четвертый гравитационно-волновой всплескИгорь Иванов • Картинки дня
-
03.08.2017Детектор гравитационных волн VirgoИгорь Иванов • Картинки дня
-
11.06.2017Гравитационно-волновая астрофизика на маршеБорис Штерн • Библиотека • «Троицкий вариант» №11(230), 2017
-
18.11.2016Гравитационные волны и познание Вселенной: LIGO, Большой взрыв и черные дырыКип Торн • Видеотека
-
07.10.2016«Гравитационные волны — новый канал изучения Вселенной»Интервью с Александром Полнарёвым • Библиотека • «Троицкий вариант» №17(211), 2016
Последние новости
См. также
Рис. 1. Симуляция слияния двух черных дыр. Кадр из ролика, подготовленного на основе данных, полученных гравитационно-волновой обсерваторией LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) при регистрации события GW150914 — первого зафиксированного слияния черных дыр