La ciencia es fácil. ¿Por qué no estamos en un agujero negro?

Para traducir la decimoctava serie, pregúntale a Ethan . Empecé a escribir un comentario, pero pronto creció. Y las fórmulas en forma de texto (por desgracia, su humilde servidor se ve privado de la capacidad de insertar imágenes en los comentarios) ya no son legibles. Por lo tanto, se decidió escribir un artículo separado.

Y sí, este artículo incluirá fórmulas, pero si lo desea, puede omitirlas, pero no es recomendable. Son bastante simples y ayudan a orientarse en el razonamiento.

Entonces, ¿por qué el universo no colapsó en un agujero negro inicialmente? "La ciencia no lo sabe con certeza". No, en serio, este es uno de los problemas fundamentales de la teoría de la expansión: el problema de los valores iniciales.

Para empezar, la pregunta se plantea incorrectamente. El hecho es que un agujero negro es una consecuencia de las fuerzas gravitacionales, y son las más débiles. Y los más fuertes son los que unen a los quarks en un protón, pero con la distancia disminuyen rápida y rápidamente.

Por lo tanto, primero debe plantearse la pregunta: ¿por qué el universo salió del tamaño de un protón? Aquí todo es muy simple: se trata de una abrumadora densidad de energía y una colisión caótica. Cualquier objeto conectado, y no importa cuán simplemente colapsó en la primera colisión accidental.

Dos, no nos esforcemos por el comienzo de los tiempos, sino que nos alejemos de él al área donde todas nuestras leyes funcionan irónicamente y la expansión del Universo ya es un hecho consumado. En esta carrera hacia el interior, confiaremos en el modelo de expansión de Friedmann (las designaciones se toman del mismo lugar).

¿Qué descubriremos en el universo primitivo? "Encontraremos que la densidad de radiación controla toda la expansión".

La materia oscura y la energía oscura no juegan ningún papel. ¡Qué curvatura del espacio ni siquiera es importante! Para eliminar al rey de la montaña que necesitas. para que el universo alcance un cierto tamaño. Y es obvio que esto debería suceder antes de que la expansión sea reemplazada por compresión. Este momento está determinado por dos parámetros: la densidad y la constante de Hubble en el momento inicial.

Echemos un vistazo a los uranio de Friedman , o más bien a los dos primeros: la ecuación de movimiento y la ecuación de energía. Y recordar que:
,
y la constante de Hubble es :

Sustituyendo esta expresión en la ecuación con los que recibieron el hecho de que ahora han dominado la radiación, obtenemos:

sustituyendo la ecuación de energía, obtenemos: La


compresión ocurre cuando H se vuelve igual a cero:

la era de la dominación de la radiación pasa por ~ 100 Ma, es aproximadamente 10 ¹² - 10 ¹³ segundos, lo que significa que al menos el denominador debe ser 10 ¹⁴ más que el numerador, ir de la etapa de dominación de la radiación a la etapa de dominación del polvo.

Y ahora pasemos al momento en que el universo está en el volumen de Planck. ¿Cuál es su velocidad de expansión? - exactamente cero , porque Hasta este punto, los principios de la mecánica cuántica nos prohíben hablar de cualquier movimiento. Entonces, ¿de dónde vienen esas 13 órdenes?

Este problema se llama: "el problema de los valores iniciales". El intento moderno de resolverlo es la introducción de una partícula especial y su campo correspondiente, el inflatón, que acelera el Universo en un período de tiempo loco ( ^10-10 segundos), y se desintegra, que es la primera etapa de un cohete para todo el Universo.

PD: casi seguro. Lo que estropeé con el idioma ruso: reescribí el texto un par de veces. Trate con comprensión y escriba sobre todos los errores en PM.

Source: https://habr.com/ru/post/es382007/