Di suatu tempat di alam semesta alternatif, berdasarkan
MWI , saya menjadi jenius dalam fisika. Tetapi di Alam Semesta kita, saya baru saja membaca publikasi profesional dalam fisika, berusaha menjaga diri saya tetap up to date, sementara itu bekerja
sebagai pengantar pizza sebagai DBA. Karena pengetahuan yang sedikit lebih dalam tentang subjek, hampir tidak mungkin bagi saya untuk menonton saluran Discovery dan acara TV populer lainnya serta video YouTube. Saya tidak melihat apa-apa selain penyederhanaan yang berlebihan, kebohongan, dan setengah kebenaran dan tidak dapat menikmati pertunjukan.
Saya memutuskan untuk menyusun daftar kesalahpahaman paling populer. Dan pemenangnya adalah ...., atau tentu saja, yang ini:
Dentuman besar
Biasanya digambarkan seperti ini:
Gambaran itu biasanya diikuti oleh kalimat: "ketika Semesta seukuran atom ..." Di sini ada kata yang sangat penting yang hilang: "Ketika Alam Semesta yang
terlihat seukuran atom". Visible Universe adalah area yang dapat (setengah) dilintasi oleh cahaya sejak saat t = 0. Dengan kata lain, itu adalah bola, dengan batas-batas, mengembang dengan kecepatan cahaya (sebenarnya lebih cepat). Tentu saja, ada banyak ruang seperti itu dengan pusat yang berbeda.
Terlebih lagi, jika suatu Semesta tidak terhingga secara spasial sekarang, itu secara tak terhingga secara spasial sejak awal (tetapi ada beberapa cetak bagus di sini). Tak terbatas dan homogen. Dan gambar itu (dan tentu saja video dengan ledakan) tidak ada hubungannya dengan Big Bang. Tidak ada titik, di mana ledakan itu terjadi, melemparkan material ke dalam kekosongan di sekitarnya. Semakin banyak kita pergi ke masa lalu, semakin dekat dengan Big Bang, semakin Semesta homogen pada saat itu.
Dan omong-omong, teori Big Bang
BUKAN teori tentang Big Bang (t = 0). Ini adalah teori tentang apa yang terjadi
setelah Big Bang (t> 0). Teori itu tidak menjawab pertanyaan tentang asal usulnya. Dan bahkan namanya, "Big Bang"
pada awalnya dimaksudkan ini menjadi merendahkan , tetapi nama itu diciptakan dengan sangat baik sehingga sekarang kita semua terbiasa.
Lubang hitam
Ini mungkin, sumber utama kesalahpahaman. Mari kita mulai dengan film "Interstellar":
Jadi miliki pelebaran waktu ekstrem seperti itu, sebuah planet harus melayang sekitar 0,003% dari jari-jari Schwarzschild. Dan berdasarkan bagaimana kita mengamati lubang hitam:
Planet ini setidaknya 10R dari horizon peristiwa. Mari kita bahkan tidak berbicara tentang fakta bahwa planet seperti itu jelas merupakan kandidat yang paling buruk untuk planet yang ramah kehidupan karena berbagai alasan yang jelas. Tentu saja, ini adalah film dan menontonnya kami melakukan "penangguhan ketidakpercayaan" seperti yang kami lakukan saat menonton Star Wars. Kami tidak menilai Star Wars untuk suara ledakan di ruang hampa. Tapi Star Wars tidak pernah berpura-pura akurat secara ilmiah, sementara tim "Antarbintang" membuat klaim berani bahwa skenario telah diverifikasi dan disetujui oleh para ilmuwan.
Dan untuk menutup kasus "Antarbintang", berdasarkan model lubang hitam kami saat ini, tidak ada perpustakaan di dalamnya.
Pelebaran waktu di dalam lubang hitam tidak terbatas
Ini adalah kasus setengah kebenaran yang menarik diikuti oleh kesimpulan yang salah. Semuanya berawal dari pernyataan yang benar bahwa ketika pengamat yang melayang mendekati cakrawala peristiwa, pelebaran waktu menjadi tak terhingga. Ini benar Namun, kesimpulan berikut ini tidak benar:
- Bagi seorang pengamat, jatuh ke dalam lubang hitam, pelebaran waktu tidak terbatas
- Karena itu ia akan melihat masa depan yang jauh dari Alam Semesta eksternal, dan dunia di luar akan terlihat dipercepat kepadanya.
- Pengamat yang jatuh "beku" di dekat cakrawala - karena waktu juga membeku karena pelebaran waktu yang ekstrem
- Seseorang dapat melompat ke dalam lubang hitam untuk mencapai pengamat "beku" ini, tidak peduli berapa banyak waktu telah berlalu
- Terlebih lagi, pengamat yang jatuh tidak akan pernah melintasi cakrawala peristiwa, karena itu akan memakan waktu yang tak terbatas
- Terlebih lagi, karena tidak ada yang bisa jatuh ke dalam lubang hitam, kita dapat menyimpulkan bahwa lubang hitam tidak dapat terbentuk sama sekali - dibutuhkan dan waktu tak terbatas untuk materi runtuh.
Semua kesimpulan ini berasal dari yang pertama dalam daftar itu, yang tidak benar. Namun, secara intuitif kedengarannya sangat jelas sehingga pada awal abad XX itu membingungkan banyak ilmuwan. Jadi, kita memiliki urutan titik yang melayang semakin dekat ke cakrawala, dan pelebaran waktu menjadi tak terhingga ketika kita mendekatinya, dan ketika Anda jatuh ke lubang hitam lintasan Anda melintasi semua titik ini, pelebaran waktu Anda juga menuju ke tak terbatas! Benar? Tidak.
Pelebaran waktu adalah sifat
lintasan , bukan
titik dalam ruang . Jadi, apa yang benar bagi pengamat yang melayang (dengan garis dunia sejajar dengan cakrawala) tidak berlaku untuk pengamat yang jatuh. Bahkan Einstein sendiri tidak dapat menemukan solusi lengkap dari persamaan Relativitas Umum yang mencakup tidak hanya volume di luar cakrawala, tetapi juga bagian dalam karena ketidakterbatasan di cakrawala. Kemajuan dibuat dengan trik matematika untuk beralih ke koordinat yang berbeda. Secara intuitif itu didasarkan pada gagasan untuk menggunakan "hujan", bebas jatuh ke dalam lubang hitam. Ada banyak sistem koordinat yang menghindari masalah dengan infinity di cakrawala.
Terlebih lagi, berdasarkan analisis itu menjadi jelas apa yang disebut sekarang "No Drama" - untuk pengamat yang jatuh bebas tidak ada yang istimewa terjadi di cakrawala acara, tidak ada musik yang mengganggu, tidak ada flash hijau, tidak ada percikan dari peralatan.
Untuk perincian lebih lanjut tentang sistem koordinat ini, Anda dapat mulai dari
koordinat Eddington - Finkelstein
Sistem koordinat itu berguna karena Anda dapat menjawab sebagian besar pertanyaan secara harfiah hanya dengan menggambar beberapa garis pada diagram itu dan dengan menggerakkan jari Anda di atasnya. Kembali ke daftar kesalahpahaman kami:
- Pengamat yang jatuh dengan bebas mencapai cakrawala peristiwa, dan kemudian singularitas pusat dengan sangat cepat (ia jatuh hampir dengan kecepatan cahaya). Jika, dekat dengan horizon peristiwa (tetapi masih di atasnya) ia berubah pikiran dan membuat mesin menjadi terbalik sepenuhnya,
ia akan jatuh oleh gravitasi yang sangat besar. Diperlukan waktu yang sangat lama baginya untuk kembali, dan dalam perjalanan kembali ia akan menumpuk pelebaran waktu besar. - Ketika pengamat yang jatuh bebas melihat kembali ke Semesta yang dia tinggalkan, baginya itu diperlambat dan spektrum cahaya bergeser merah. Dunia di luar masih terlihat meskipun ia jauh di dalam lubang hitam, tetapi pandangan itu terbengkalai ke sudut kecil.
- "Beku di cakrawala" tidak lebih dari efek optik
- Seseorang dapat mencoba mengejar ketinggalan dengan pesawat ruang angkasa bunuh diri, memutuskan untuk menyelam ke dalam lubang hitam sejak lama, tetapi ketika Anda mendekati cakrawala, kapal pertama "tidak bebas", dan Anda tidak menemukannya di dekat cakrawala. Jika Anda bertanya kepada pengamat yang melayang-layang di dekat cakrawala, Anda diberi tahu (dengan cara yang sangat dilebarkan waktu) bahwa pesawat ruang angkasa pertama telah melintasi cakrawala "dahulu sekali", jika pengamat yang melayang menyadari pelebaran waktunya sendiri. Berdasarkan jamnya sendiri interval waktu itu bisa sangat pendek.
- Butuh waktu tak terbatas untuk membuat lubang hitam - tidak masuk akal juga.
Pasukan pasang surut merobek segalanya terpisah dekat dengan lubang hitam
Berdasarkan perhitungan (kita masih membutuhkan sukarelawan untuk menguji modulus Young tentang tubuh manusia), tubuh manusia terkoyak sepersekian detik sebelum mencapai singularitas. Dalam hal ruang, itu terjadi beberapa ribu kilometer jauhnya dari singularitas. Untuk lubang hitam ukuran bintang (20-30km), astronot yang malang itu terkoyak jauh di atas horizon peristiwa.
Di sisi lain, ada
lubang hitam supermasif , miliaran massa matahari, dengan jari-jari seukuran orbit Uranus. Dalam lubang hitam seperti itu, Anda memiliki waktu dari saat Anda melintasi cakrawala peristiwa ke saat ketika Anda mati. Bahkan, Anda bisa jatuh ke lubang hitam seperti itu bahkan tanpa menyadarinya.
Untuk mendapatkan black hole, Anda perlu memeras suatu benda dengan kepadatan yang ekstrem
Sekali lagi, itu mungkin benar, tetapi hanya untuk lubang hitam ukuran bintang kecil. Jari-jari horizon peristiwa sebanding dengan massa benda. Dan ini cukup mengejutkan, karena orang mungkin mengharapkan sesuatu yang berbeda: untuk tubuh dengan kepadatan konstan massa sebanding dengan kubus jari-jari.
Jari-jari gravitasi Bumi kita kurang dari 1 sentimeter. Jika kita meningkatkan jari-jari Bumi dengan faktor 10 (menjaga kepadatan tetap sama), super-earth akan 1000 kali lebih berat. Jari-jari gravitasi akan tumbuh 1000, dan volume di dalamnya akan meningkat 1 miliar (!!!) kali. Sekarang Anda harus memasukkan materi 1000 kali lebih banyak ke dalam volume 1.000.000.000 lebih besar, jadi kita perlu mengompresnya 1 juta kali lebih sedikit.
Oleh karena itu, meningkatkan skala tubuh apa pun, kita selalu sampai pada titik di mana jari-jari gravitasi mengejar yang asli. Oleh karena itu, kita dapat membuat lubang hitam dari material
apa pun tanpa mengompresnya - air, gas, atau bahkan gas antarbintang yang mengisi Semesta. Dengan kepadatan rata-rata Alam Semesta kita, jari-jari gravitasi sekitar 10 miliar tahun cahaya.
Omong-omong, inilah alasan mengapa tidak ada solusi statis Alam Semesta dalam Relativitas Umum yang mungkin - alam semesta statis mana pun, yang cukup besar, akan menjadi lubang hitam. Tetapi ini bukan kasus bagi Alam Semesta kita, sebagaimana ia berkembang, dan momentumnya diperhitungkan dalam Relativitas Umum.
Dilanjutkan ...