在另一个基于
MWI的宇宙的某个地方,我成为了物理学天才。 但是,在我们的宇宙中,我只是读了物理学方面的专业出版物,试图使自己保持最新,同时还担任DBA的
披萨送货员 。 由于对该主题的了解较深,因此几乎无法观看发现频道和其他受欢迎的电视节目以及YouTube视频。 除了简单化,谎言和半真半假之外,我什么也看不到,无法欣赏这些表演。
我决定汇编一份最流行的误解列表。 而优胜者是……,或者,当然,这是:
大爆炸
通常如下图所示:

通常在该图片后面加上一句话:“当宇宙是一个原子的大小时……”这里缺少一个非常重要的词:“当
可见的宇宙是一个原子的大小时”。 自时刻t = 0以来,可见宇宙是一个可以(半)被光穿过的区域。 换句话说,它是具有边界的球体,以光速(实际上甚至更快)扩展。 当然,无限多个这样的球体的中心不同。
更重要的是,如果一个宇宙现在在空间上是无限的,那么从一开始它就在空间上是无限的(但是这里有一些精美的印刷品)。 无限且同质。 那张照片(当然还有爆炸的视频)与大爆炸无关。 没有爆炸发生的地方,将物质扔到周围的空隙中。 我们越走越过去,越靠近大爆炸,那时候的宇宙就越单一。
顺便说一句,大爆炸理论
不是关于大爆炸的理论(t = 0)。 这是关于大爆炸
之后发生的事情的理论(t> 0)。 该理论没有回答有关其起源的问题。 甚至这个名字,“ Big Bang”
原本都是要贬义的 ,但是这个名字的创造是如此之好,以至于现在我们都习惯了。
黑洞
这可能是造成误解的主要原因。 让我们从“星际”电影开始:

因此,具有这样的极端时间膨胀,行星应该徘徊在Schwarzschild半径的0.003%左右。 根据我们观察黑洞的方式:

距事件视界至少10Rs。 我们甚至不用谈论这样一个事实,即出于多种显而易见的原因,这样的行星绝对是最适合人类生存的行星的最糟糕的候选者。 当然,这是一部电影,观看它就像在观看《星球大战》时一样,是“难以置信的悬念”。 我们不认为《星球大战》是在真空中爆炸的声音。 但是《星球大战》从来没有假装过科学上的准确性,而“星际”团队则大胆宣称该方案已经过科学家的验证和认可。
而且,根据我们当前的黑洞模型,要结束“星际穿越”的案例,它们内部没有库。
黑洞内部的时间膨胀是无限的
这是一个有趣的案例,其中有一个半真相接,然后得出错误的结论。 这一切都从一个正确的陈述开始,即当一个悬停的观察者接近事件视界时,时间膨胀达到无穷大。 没错 但是,由此得出的以下结论是不正确的:
- 对于一个陷入黑洞的观察者来说,时间膨胀是无限的
- 因此,他将看到外部宇宙的遥远未来,而外部世界在他看来将会加速。
- 下降的观察者在地平线附近被“冻结”-因为由于极端的时间膨胀,他们的时间也被冻结了
- 无论经过了多少时间,人们都可以跳进黑洞与这些“冻结的”观察者接触
- 更重要的是,下降的观察者将永远不会跨越事件的视野,因为这将花费无限的时间
- 更重要的是,由于没有任何东西可以落入黑洞,因此我们可以得出结论,根本不会形成黑洞-物质崩溃需要花费无限时间。
所有这些结论都是从该列表中的第一个得出的,这是不正确的。 但是,从直觉上讲,它是如此明显,以致在20世纪初,它使很多科学家感到困惑。 因此,我们有一系列点越来越接近地平线,当我们接近时,时间膨胀达到无穷大;当您跌入黑洞时,您的轨迹越过所有这些点,您的时间膨胀也就等于无限! 对不对 不行
时间膨胀是
轨迹的属性,而不是
空间中的
点 。 因此,对于悬停的观察者(具有平行于地平线的世界线)而言,真实的情况对于下降的观察者而言并非如此。 甚至爱因斯坦本人也无法找到广义相对论方程的完整解,因为地平线的无限性不仅覆盖了地平线以外的体积,而且还涵盖了内部的广义相对论。 通过切换到不同坐标的数学技巧取得了进步。 直观上,它是基于使用“雨水”的想法,该雨水自由落入黑洞。 有许多坐标系统可以避免地平线无穷大的问题。
而且,根据分析结果,现在变得更清楚了,所谓的“无戏”-对于自由落体的观察者来说,在事件视野中没有什么特别的事情发生,没有令人不安的音乐,没有绿色的闪烁,没有来自设备的火花。
有关这些坐标系的更多详细信息,您可以从
Eddington – Finkelstein坐标开始
该坐标系很有用,因为您可以从字面上回答大部分问题,只需在该图上画一些线并在其上移动手指即可。 回到我们的误解清单:
- 自由落体的观察者到达事件视界,然后中心奇点非常迅速(他几乎以光速坠落)。 如果靠近事件地平线(但仍在事件地平线之上),他改变了主意并使引擎完全反转,那么
他将因巨大的重力而坠毁,这将需要很长的时间才能恢复原状,并且在返回的路上他会积聚大量的时间扩张。 - 当自由下落的观察者回头看向他离开的宇宙时,对他来说,它放慢了速度,光谱发生了红移。 即使他在黑洞深处,外部世界仍然可见,但是视图被缩小了一个小角度。
- “在地平线上冻结”无非是一种光学效果
- 人们可以尝试追上自杀的飞船,并在很久以前决定潜入黑洞,但是当您接近地平线时,第一艘船“解冻”,并且您并未在地平线附近找到它。 如果您问一个观察者在地平线附近盘旋,您会被告知(很长时间),如果徘徊的观察者意识到自己的时间膨胀,那么第一艘飞船已经“很久以前”越过了地平线。 根据他自己的时钟,该时间间隔可能很短。
- 黑洞的形成需要花费无限的时间-这也没有任何意义。
潮汐力将所有东西撕裂成一个黑洞
根据计算(我们仍然需要志愿者来测试人体的杨氏模量),在达到奇异点之前,将人体撕裂了几分之一秒。 就空间而言,它距奇异点几千公里。 对于恒星大小的黑洞(20-30公里),可怜的宇航员被撕裂得远远超出了事件视野。
另一方面,存在着超
质量的黑洞 ,其重量为数十亿个太阳质量,半径约为天王星轨道的大小。 在这样的黑洞中,您从穿越事件视线到死亡都需要几个小时。 实际上,即使您没有注意到它,您也可能陷入此类黑洞。
要得到一个黑洞,您需要将物质挤压到极致密度
同样,这可能是正确的,但仅适用于较小的恒星大小的黑洞。 事件视界的半径与物体的质量成正比。 这是非常令人惊讶的,因为人们可能期望有所不同:对于密度恒定的物体,质量与半径的立方成正比。
我们地球的引力半径小于1厘米。 如果我们将地球半径增加10倍(保持相同的密度),那么超地球的重量将增加1000倍。 引力半径将增加1000,内部的体积将增加10亿(!!!)倍。 现在您必须将更多的1000倍的物质放入1000,000,000更大的体积中,因此我们需要将其压缩少一百万倍。
因此,增加任何物体的比例,我们总会达到引力半径赶上真实物体的程度。 因此,我们可以在不压缩
任何物质的情况下制造出一个黑洞,而黑洞是充满宇宙的水,气体甚至星际气体。 以我们宇宙的平均密度,引力半径约为100亿光年。
顺便说一下,这就是为什么不可能有广义相对论宇宙的静态解的原因-任何足够大的静态宇宙都将成为一个黑洞。 但是,随着我们宇宙的不断扩大,情况并非如此,而动量也算在广义相对论中。
待续...