Mustan aukon kosmologia ( eng. Black-hole kosmologia , muut nimet - "Schwarzschild cosmology", "kosmologinen malli" musta aukko "") - kosmologinen malli , jonka mukaan havaittava maailmankaikkeus (tai metagalaksi [1] ) on mustan sisällä reikä . Intialainen teoreettinen fyysikko Raj Patria ehdotti tällaisia malleja vuonna 1972 .[2] ja samaan aikaan - brittiläinen matemaatikko Irving Hood[3] .
Universumin laajenemisen löysi E. Hubble , mikä johti alkuräjähdyksen käsitteen syntymiseen . Tieteen popularisoijat loivat "Big Bangin" käsitteen matemaattisista kaavoista, mutta ei kovin menestyksekkäästi. Tällaisen kuvan keinotekoisuus on, että räjähdys, iso tai pieni, on näkymä sivulta, mutta puhumme koko maailmankaikkeudesta, näkymä sivulta on poissuljettu. Lisäksi painovoiman täytyy hidastaa maailmankaikkeuden laajenemista, eikä tätä ole löydetty. Tärkeimmät ongelmat ilmenivät 1900-luvun lopulla, kun ensimmäiset merkit siitä, että universumi ei vain laajennu, vaan laajenee kiihtyvällä vauhdilla . Tämä todistettiin lopulta useilla riippumattomilla menetelmillä 2000-luvun alussa. Ainoa luonnonilmiö, jossa kiihtyvyys tapahtuu, on putoaminen gravitaatiokentässä. Mustaan aukkoon putoaessaan aine käy läpi supistumisvaiheen ja katoaa ulkoisen tarkkailijan tapahtumahorisontin ulkopuolelle. Mutta vertailukehyksessä, joka putoaa mustaan aukkoon, prosessi jatkuu loputtomiin. Mustan aukon sisällä oleva tila tapahtumahorisontin takana alkaa laajentua, ja jossain vaiheessa tiheä aine alkaa välittää säteilyä . Kuten näette, tämä ei eroa alkuräjähdyksen kuvauksesta, mutta siinä ei ole tuskallista kysymystä - mitä tapahtui ennen "nollahetkeä".
Patrian ja Goodin alun perin ehdottaman ja erityisesti Nikodim Poplavskyn edelleen kehittämän version mukaan[4] , havaittava maailmankaikkeus ei ole muuta kuin mustan aukon sisäosa, joka sijaitsee jossakin vielä suuremmassa universumissa tai multiversumissa . Jokainen tällainen malli edellyttää, ettähavaittavan maailmankaikkeuden Hubble-säde on yhtä suuri kuin sen Schwarzschild-säde . Tällä hetkellä saatavilla olevien tietojen mukaan nämä arvot ovat todellakin lähellä, mutta useimmat kosmologit pitävät tätä pelkkänä sattumana [5] .
Yleisen suhteellisuusteorian mukaan Schwarzschildin musta aukko muodostuu riittävän massaisen kappaleen painovoiman romahtamisen seurauksena. Kuitenkin Einstein-Cartanin painovoimateoriassa painovoiman romahdus muodostaa niin kutsutun Einstein-Rosen-sillan eli " madonreiän " - aika-avaruuden ominaisuuden , joka jokaisella ajanhetkellä on "tunneli" avaruudessa. Madonreiät ja Schwarzschildin mustat aukot ovat matemaattisesti erilaisia ratkaisuja yleiseen suhteellisuusteoriaan ja Einstein-Cartanin teoriaan. Kaukaisille havainnoijille molemmat ratkaisut samanmassaisille kohteille ovat kuitenkin mahdottomia erottaa toisistaan. Einstein-Cartanin teoria laajentaa yleistä suhteellisuusteoriaa poistamalla affiiniyhteyden symmetriarajoitukset ja ottaa huomioon antisymmetrisen osan , rotaatiotensorin, dynaamisena muuttujana . Pyöriminen lasketaan kvanttimekaanisena vaikutuksena, aineen sisäisenä kulmamomenttina ( spin ). Minimaalinen yhteys rotation ja Dirac-spinorien välilläaiheuttaa vastenmielisen spin-spin-vuorovaikutuksen , jolla on suuri rooli fermionisessa aineessa erittäin suurilla tiheyksillä. Tämä vuorovaikutus estää gravitaatiosingulaarisuuden muodostumisen . Sen sijaan romahtava aine saavuttaa valtavan, mutta rajallisen tiheyden ja "pomppaa pois", muodostaen Einstein-Rosen-sillan toisen puolen, joka kasvaa uutena universumina [6] . Alkuräjähdys oli siis ei-yksittäinen Big Rebound , jossa maailmankaikkeudella oli äärellinen koko [7] .
Perimeter Institute of Theoretical Physicsin astrofyysikon Niayesh Afshordin [8] ehdottaman version mukaan(Kanada), universumimme on kolmiulotteinen braani , joka on seurausta neliulotteisen tähden romahtamisesta neliulotteiseksi mustaksi aukoksi [9] .
| Kosmologia | |
|---|---|
| Peruskäsitteet ja esineet | |
| Universumin historia | |
| Universumin rakenne | |
| Teoreettiset käsitteet | |
| Kokeilut | |
| Portaali: Tähtitiede | |