أساطير الفيزياء الشعبية الحديثة

في مكان ما في الكون البديل ، حسب MWI ، أصبحت فيزيائيًا رائعًا. لكن في هذا الكون ، أنا ببساطة أتابع بالتفصيل المنشورات المهنية في مجال الفيزياء ، وأكسب الخبز من قواعد بيانات توصيل البيتزا . كنتيجة للمعرفة الأعمق ، لا يمكنني مشاهدة أي برامج علمية مشهورة. إنه يشبه الحديد على الزجاج - هنا هو تبسيط مفرط ، إنه ببساطة خطأ هنا ، هناك خفايا ...

قررت إنشاء قائمة بأكثر الحقائق وأكاذيب الحقائق شيوعًا. لذلك ، الأكثر شيوعا هو ...

الانفجار الكبير


يصور شيئًا كهذا:



عادة ما يلي العبارة التالية: "عندما لم يكن حجم الكون أكبر من حجم الذرة ..." إلخ. هنا الكلمة الأكثر أهمية مفقودة ، وهو ما يغير المعنى تمامًا: "عندما لم يكن الكون المرئي أكبر من حجم الذرة ...". الكون المرئي ، بمعنى تقريبي ، هو منطقة يمكن أن يمر الضوء فيها من مكان إلى آخر من اللحظة t = 0. أي كرة صغيرة تتضخم (حول!) بسرعة الضوء (أسرع فعليًا). يمكن أن يكون هناك بلا حدود العديد من هذه الكرات.

علاوة على ذلك ، إذا كان الكون بلا حدود ، فهو لا نهائي من البداية. لانهائي ومتجانس تقريبا. وهذه الصورة (وأيضًا تقديم جميل مع انفجار يودون إظهاره) لا علاقة لها بالواقع. ليس هناك نقطة حيث وقع انفجار انتشر في الفراغ المحيط. وأكرر ، كان الكون متجانسًا تقريبًا (وكلما زاد في الماضي ، كان أكثر تجانسًا).

أيضا ، نظرية الانفجار الكبير ليست نظرية الانفجار الكبير (t = 0). هذه هي نظرية ما حدث بعد الانفجار الكبير (t> 0). إنها لا تجيب على السؤال ، على وجه الخصوص ، لماذا حدث هذا الانفجار الكبير. والاسم نفسه - Big Bang - كان يستخدم في البداية كمهزلة بالنظرية ، لكن تمسك به.

الثقوب السوداء


أوه ، هناك فقط هاوية (ثقب أسود) من الأساطير الشعبية. لنبدأ مع ما بين النجوم:



من أجل أن يكون الوقت ممتعًا ، كان يجب أن يكون الكوكب على مسافة تزيد قليلاً عن 0.003٪ من نصف قطر شوارزشيلد. في الوقت نفسه ، إذا حكمنا من خلال ظهور الثقب الأسود:



الكوكب لا يقل عن 10 * روبية من أفق الحدث. لم نعد نقول إن هذا الكوكب ربما يكون أسوأ مرشح للكوكب حيث كان يستحق الطيران. بالطبع ، هذا فيلم روائي طويل. لا أحد يحكم حرب النجوم على صوت الانفجارات في الفضاء. لكن حرب النجوم لم تدع مطلقًا أنها علمية. وبين النجوم - ادعى ، ومع الرثاء. لذلك ، هناك طلب آخر منه.

لإغلاق الموضوع مع Interstellar ، وفقًا للبيانات العلمية الحديثة ، لا توجد مكتبة داخل الثقب الأسود أيضًا.

تمدد الوقت في ثقب أسود لا نهاية لها


حالة مثيرة للاهتمام من نصف الحقائق والاستنتاجات غير صحيحة. يبدأ كل شيء بالبيان الصحيح: عند الاقتراب من أفق الحدث للمراقبين المعلقين فوق الثقب الأسود ، يميل تمدد الوقت إلى ما لا نهاية. هذا صحيح. لكن العديد من الخرافات تنبثق من هذا البيان:

  • تمدد وقت سقوط مراقب في ثقب أسود لا حصر له
  • لذلك ، سوف يرى مستقبل الكون كله - سوف يتسارع بالنسبة له
  • يتعطل المراقبون المتساقطون في مكان ما بالقرب من الأفق - فقد تباطأ الوقت بالنسبة لهم إلى ما لا نهاية
  • يمكنك التسرع من بعدهم والقبض عليهم في مكان ما بالقرب من الأفق ، بغض النظر عن مقدار الوقت الذي مر
  • علاوة على ذلك ، لن يسقطوا في ثقب أسود ، لأن هذا يتطلب وقتًا غير محدود
  • علاوة على ذلك ، يمكن القول أن الثقوب السوداء غير موجودة في الواقع ، لأن تكوينها يتطلب وقتًا غير محدود.

كل هذه الاستنتاجات تنمو من الأولى ، الخطأ. لكن يبدو من المعقول جدًا أنه في بداية القرن الماضي لفترة طويلة كان الأمر مضللًا حتى الفيزيائيين المحترفين! لذلك ، لدينا مجموعة من النقاط أقرب وأقرب إلى الأفق ، وتمدد الوقت مع اقترابه من الأفق يميل إلى ما لا نهاية ، وبما أن مسار جسم يسقط في ثقب أسود يمر عبر كل هذه النقاط ، فإن تمدد الوقت يميل إلى ما لا نهاية! هل هو منطقي؟ لكن لا.

تباطؤ الوقت هو خاصية للمسار ، وليس نقطة في الفضاء . ما هو صحيح بالنسبة لمراقب "معلق" على مسافة ثابتة فوق الأفق ليس صحيحًا بالنسبة لمراقب يسقط في ثقب أسود. في الواقع ، لم يستطع آينشتاين نفسه ، منذ وقت طويل ، حل معادلة نظريته النسبية العامة للمناطق داخل أفق الثقب الأسود - كل شيء يعتمد على اللانهاية في أفق الحدث. ظهر التقدم عندما بدلًا من وضع نقاط في الفضاء ، بدأوا في التفكير في نظام "المطر" الذي يسقط بحرية داخل ثقب أسود. في هذا النظام من اللامتناهي في الأفق لم تظهر.

علاوة على ذلك ، أصبح من الواضح ما كان يسمى فيما بعد "لا دراما" - عند عبور أفق الحدث ، لا يحدث شيء خاص للمراقب المتساقط - لا توجد موسيقى مزعجة وبيو بيو ومضات خضراء. الفشل في الأفق لا يمكن حتى أن يكون لاحظت!

بالنسبة لأولئك الذين يريدون مزيدًا من التفاصيل حول ما يحدث داخل الثقب الأسود من حيث "المطر" ، أوصي بالقراءة عن إحداثيات Eddington-Finkelstein :



إنها مثيرة للاهتمام لأنه بمجرد تحريك إصبعك عليها ، يمكنك إعطاء إجابات لكثير من الأسئلة بيانياً. على وجه الخصوص ، عن الأساطير لدينا:

  • يصل مراقب السقوط الحر إلى الأفق ، ثم التفرد بسرعة كبيرة (يسقط بسرعة الضوء تقريبًا). إذا ، دون أن يصل إلى الأفق ، غيّر رأيه وأعطى "ظهوراً كاملاً" ، فسوف يسحقه نظريًا لفترة طويلة جدًا من العودة ، وبعد ذلك سينهار تمدد الوقت بالكامل.
  • يرى المراقب المتساقط أن الكون الذي تركه تباطأ قليلاً في الوقت المناسب واحمر. يواصل رؤيتها حتى داخل الأفق (يسقط النور خلفه)
  • يتعطل المراقبون المتساقطون في مكان ما بالقرب من الأفق - لكن هذا تأثير بصري بحت ، يصعب للغاية خروج الضوء منهم.
  • يمكنك التسرع من بعدهم ، ولكن بمجرد أن تبدأ الاقتراب من الأفق ، سترى أنهم لم يعودوا هناك. إذا توقف مراقب "معلق" بالقرب من الأفق ، فسيبلغ (بصوت بطيء جدًا) أن زميلك قد فشل بالفعل في الداخل. لفترة طويلة - وفقًا لهذا المراقب ، نظرًا لحقيقة أنه ذكي ويقوم بضبط ملاحظاته ويدرك أنه بطيء جدًا في الوقت المناسب. في ساعته ، هذه المرة يمكن أن تكون قصيرة جدا.
  • علاوة على ذلك ، لن يسقطوا أبداً في ثقب أسود ، لأنه يستغرق وقتًا لا نهاية له - حسنًا ، أنت تفهم أن هذا ليس على الإطلاق

قوات المد والجزر تمزق أي شخص آخر على الاقتراب من ثقب أسود




قوة جسمنا هي أن جسمنا سوف يبدأ في تمزيق حوالي ثانية واحدة في الوقت الذي تنفرد به. بالنظر إلى أن السقوط الحر في الثقب الأسود يحدث دائمًا بسرعة قريبة من سرعة الضوء ، سيحدث ذلك على بعد حوالي 300000 كم من أفق الحدث. بالنظر إلى أن الثقب الأسود المعتاد ، والذي هو من بقايا النجم ، يبلغ قطره 10-15-20 كم ، فسوف يكسرنا وقت طويل قبل الاقتراب من الأفق.

ومع ذلك ، هناك ثقوب سوداء هائلة ، تزن مليارات الكتل الشمسية ، ويبلغ قطر نصف قطرها أكبر من مدار أورانوس. في مثل هذه الثقوب السوداء ، الطيران من الأفق إلى التفرد هو ساعة! في مثل هذه الثقوب السوداء يمكن للمرء أن يفشل دون أن يلاحظ ذلك.

للحصول على ثقب أسود ، تحتاج إلى ضغط المادة إلى كثافة وحشية


مرة أخرى ، هذا صحيح بالنسبة للثقوب السوداء الصغيرة. نصف قطر أفق الحدث يتناسب مع الكتلة. وهذا مثير للدهشة ، لأنه في الكثافة الثابتة تكون كتلة الجسم متناسبة مع مكعب نصف القطر.

نصف قطر الجاذبية للأرض أقل بقليل من سنتيمتر. قم بزيادة نصف قطر الأرض 10 مرات (تاركة كثافة المادة كما هي). ستكون هذه الأرض الفائقة أثقل 1000 مرة. سيزيد نصف قطر الجاذبية ، على التوالي ، 1000 مرة ، وسيزداد حجم داخل نصف قطر الجاذبية بمقدار مليار! مرات. أي أنه أكثر من ألف مرة من المواد ، نحتاج إلى زيادة حجم المليار مرة ، أي أننا بحاجة الآن إلى ضغط المادة أقل بمليون مرة.

وبالتالي ، بزيادة حجم أي جسم ، سوف نصل دائمًا إلى الحالة عندما "يلحق" نصف قطر الجاذبية بالحجم الحقيقي. لذلك يمكن إجراء ثقب أسود من أي مادة دون ضغطها - من الماء أو القطن أو الغاز. حتى من الكون بكثافة متوسطة ضئيلة - نصف قطر الجاذبية للكون بكثافة تبلغ حوالي 10 مليارات سنة ضوئية.

بالمناسبة ، هذا هو أحد الأسباب التي تجعل الحلول الثابتة للكون مستحيلة - ستصبح مجرد ثقب أسود. هذا لا يهدد كوننا ، لأنه يتوسع.

هناك الكثير من الخرافات ، إذا أحببت المقال ، فسوف أواصل.

Source: https://habr.com/ru/post/ar442444/


All Articles