A ciência é fácil. Por que não estamos em um buraco negro?

Para traduzir a décima oitava série, pergunte a Ethan . Comecei a escrever um comentário, mas ele logo cresceu. E as fórmulas em forma de texto (infelizmente, seu humilde servo é privado da capacidade de inserir figuras nos comentários) não são mais legíveis. Portanto, decidiu-se escrever um artigo separado.

E sim, este artigo será com fórmulas, mas se você quiser, poderá ignorá-las, mas não é recomendado. Eles são bastante simples e ajudam a orientar-se no raciocínio.

Então, por que o universo não entrou em colapso em um buraco negro inicialmente? "A ciência não tem certeza." Não, seriamente, este é um dos problemas fundamentais da teoria da expansão - o problema dos valores iniciais.

Para começar, a pergunta é colocada incorretamente. O fato é que um buraco negro é uma consequência das forças gravitacionais, e elas são as mais fracas. E os mais fortes são aqueles que ligam os quarks a um próton, mas com a distância eles diminuem rápida e rapidamente.

Portanto, a questão deve ser colocada primeiro: por que o universo saiu do tamanho de um próton? Tudo é muito simples aqui: trata-se de uma esmagadora densidade de energia e colisão caótica. Qualquer objeto conectado e não importa o quão simplesmente foi recolhido na primeira colisão acidental.

Segundo, não vamos nos esforçar desde o início dos tempos, mas nos afastemos dela para a área onde todas as nossas leis funcionam ironicamente e a expansão do Universo já é um fato consumado. Nesta corrida para o interior, contaremos com o modelo de expansão de Friedmann (as designações são feitas no mesmo local).

O que descobriremos no universo primitivo? "Descobriremos que a densidade de radiação controla toda a expansão".

A matéria escura e a energia escura não desempenham nenhum papel. Que curvatura do espaço nem sequer é importante! Para remover o rei da montanha, você precisa. para que o universo atinja um certo tamanho. E é óbvio que isso deve acontecer antes da expansão ser substituída pela compactação. Esse momento é determinado por dois parâmetros: densidade e a constante de Hubble no momento inicial.

Vamos dar uma olhada no urânio de Friedman , ou melhor, nos dois primeiros: a equação do movimento e a equação da energia. E lembre-se que:
,
e a constante de Hubble é :

Substituindo essa expressão na equação com aqueles dado o fato de que agora têm dominado a radiação, temos:

substituindo a equação da energia, obtemos: A


compressão ocorre quando H se torna igual a zero:

a era da dominação da radiação passa por ~ 100 Ma, é cerca de 10 ¹² - 10 ¹³ segundos, o que significa que pelo menos o denominador deve ser 10 ^{14 a} mais que o numerador, passar do estágio de domínio da radiação para o estágio de domínio da poeira.

E agora vamos ao momento em que o universo está no volume de Planck. Qual é a velocidade de expansão dela? - exatamente zero , porque até esse ponto, os princípios da mecânica quântica nos proíbem de falar de qualquer movimento. Então, de onde vieram essas 13 ordens?

Esse problema é chamado: "o problema dos valores iniciais". A tentativa moderna de resolvê-lo é a introdução de uma partícula especial e seu campo correspondente, o inflaton, que acelera o Universo em um período de tempo louco (10 a ¹⁰ segundos), e decai, que é o primeiro estágio de um foguete para todo o Universo.

PS Quase certo. o que errei com o idioma russo: reescrevi o texto algumas vezes. Por favor, trate com compreensão e escreva sobre todos os erros no PM.

Source: https://habr.com/ru/post/pt382007/