Как стать автором
Обновить

Наука — это просто. Почему же мы не в черной дыре?

Время на прочтение 2 мин
Количество просмотров 11K
К переводу восемнадцатой серии спросите Итана. Я начал писать комментарий, но вскоре он разросся. А формулы в текстовом виде (увы, ваш покорный слуга лишен возможности вставлять картинки в комментарии) перестали быть читаемы. Поэтому решено было написать отдельную статью.

И да, это статья будет с формулами, но если хотите, вы сможете их пропустить, но не рекомендуется. Они довольно просты и помогают в ориентироваться в рассуждениях.

Так почему Вселенная не схлопнулась в черную дыру на начальном этапе? — «Науке это точно не известно». Не, серьезно, это одна из фундаментальным проблем теории расширения — проблема начальных значений.

Начну с того, что вопрос-то поставлен неверно. Дело в том, черная дыра — это следствие гравитационных сил, а они самые слабые. А самые сильные — это те, что связывают кварки в протон, но с расстоянием они быстро-быстро убывают.

Поэтому вопрос надо сначала поставить: почему Вселенная вышла-таки из размеров протона. Тут все очень просто: все дело в зашкаливающей плотности энергии и хаотическом столкновении. Любой связанный объект и не важно как просто разрушался при первом же случайном столкновении.

Два, давайте пока не будем стремится к самому началу времен, а чуть отойдем от него в ту область где все наши законы железно работают и расширение Вселенной уже свершившейся факт. В этом забеге вглубь, мы будем опираться на Фридмановскую модель расширения(обозначения взяты оттуда же).

Что мы обнаружим в ранней Вселенной? — Мы обнаружим что всем расширением заправляет плотность излучения.
image
Темная материя и темная энергия не играют никакой роли. Даже не важна какая именно кривизна у пространства! Чтоб сместить царя горы нужно. чтоб Вселенная достигла определенных размеров. И очевидно, что это должно произойти раньше, чем расширение смениться сжатием. Этот момент определяется двумя параметрами: плотностью и постоянной Хаббла на начальный момент.

Давайте присмотримся к уранениям Фридмана, а точнее к первым двум: уравнению движения и уравнению энергии. И вспомним, что:
image,
а постоянная Хаббла, это:
image
Подставив это выражение в те уравнения с учетом того, что сейчас у нас доминирует излучение, получим:
image
подставив уравнение энергии получим:
image
image
Сжатие наступает, когда H станет равным нулю:
image
Эра доминирования излучения проходит через ~100 млн лет, это примерно 1012 — 1013 секунд, это значит, что по крайне мере знаменатель должен быть в 1014 больше чем числитель, чтоб перейти от стадии доминирования излучения к стадии доминирования пыли.

А теперь перейдем к тому моменту, когда вселенная находит в планковском объеме. Какая у нее скорость расширения? — ровно ноль, т.к. до этого момента о каком-то движении говорить нам запрещают принципы квантовой механики. Так откуда взялось те 13 порядков?

Эта проблема носит название: «проблема начальных значений». Современная попытка ее решить — это введение особой частицы и, соответствующего ей поля — инфлатона, которая за сумасшедший промежуток времени (10-10 секунд) разгоняет Вселенную, а сам распадается, этакая первая ступень ракеты для всей Вселенной.

P.S. Почти уверен. что я накосячил с русским языком: текст пару раз переписывал. Прошу отнестись пониманием и обо всех ошибках писать в личку.
Теги:
Хабы:
+14
Комментарии 16
Комментарии Комментарии 16

Публикации

Истории

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн