Krónika-topik az egyik legnagyobb tudományos felfedezésről.
Az "Én nem tudom elfogadni a relativitáselméletet"-mondanivalójú szurkolókat kérjük a szomszédos pályákon drukkolni.
A sűrűség véges sajátidő alatt éri el a végtelen értéket, mind az Oppenheimer-Snyder, mind pedig az oszcilláló Belinsky-Khalatnikov-Lifshitz összeomlásban. Csak a végtelen távoli megfigyelő sajátidejében tart ez végtelen ideig. De hát ő már azt is végtelen hosszúnak, és fokozatosan láthatatlanná halványulónak érzékeli, amint egy kívülről bezuhanó tárgy megközelíti a horizontot, mert a tárgy véges sajátideje alatt visszainduló fény a megfigyelőhöz a maga végtelen hosszú sajátidejére szétkenve érkezik meg.
Az persze lehet, sőt valószínű, hogy valami eddig ismeretlen, és a relativitáselméleten túli folyamat még a tényleges végtelen elérése előtt megállítja. Ám nekem eszembe se jutna ilyenek kifundálásával próbálkozni, mert a olykor még a sokoldalúan kiérlelt és beigazolódott ismeretek megértése is meghaladja a képességeimet. Nyilván csak e biztos alapok elsajátítása után kezdhetném el áttanulmányozni a már ismert új próbálkozásokat is, majd belőlük okulva kereshetnék valami eredeti új eszmét. De minthogy ez annyira kívül esik a lehetőségeimen, a te elgondolásaidhoz se tudok hozzászólni. Többségükről azt se tudom, eszik, vagy isszák.
Egy végtelenbe tartó anyagsűrűség még nem biztos, hogy valóban végtelen, mert ahhoz végtelen időre lenne szüksége. Ha a tér és az anyag ugyanabból az „energiából” van, akkor a szingularitás a tér hiányát, az anyag végtelen sűrűsége, pedig egy véges energia adag, tér nélküli koncentrációját jelenti, amit csak a tömeghatásaként érzékelünk. A globális tér görbítése egy, vagy több tömegpont következménye. A tér elnyelése, tömegponttá alakulása a globális tér zsugorodását, elfogyását eredményezi. Azonban a globális tér tágulása térforrások létére utal. A párolgó fekete lyukak térforrásként is funkcionálhatnak. A csillagok sugárzása, anyagkilövellése az anyag sűrűségének csökkentési folyamata. Az energia fluktuál, tér- anyag- szinguláris tömeg firmáit magára öltve, a tudat, mint örökös szellemi energiaforma irányítása alatt.
A horizonton még éppen parkolni lehet fénysebességgel, beljebb már azzal se. Ez miért furcsa? A horizonton épp c a szökési sebesség alsó határa. Tömeges tárgy nem képes erre.
Eddington-Finkelstein koordinátázásnál is furcsaságok történnek az rs távolságon.
dvdr=o megoldásnál, ami pont az rs-ben van, a fény szépen pörög az eseményhorizonton. Úgy gondolom, hogy egy tömeggel rendelkező test is ugyanezt teszi, a végtelen távolban álló megfigyelő szemszögéből.
Én csak a Schwarzschild sugárnál (horizontnál) lépő szingularitásról beszéltem. Az pusztán a választott koordinátarendszer terméke. És szó sem volt itt a középponti szingularitásról, ami elválaszthatatlanul hozzátartozik az ilyen centrálszimmetrikus vagy tengelyszimmetrikus téridőkhöz. Sőt valószínűleg szingularitásban végződik az összes nem szimmetrikus kezdeti anyageloszlású, de négy Naptömegnél nagyobb égitest összeomlása is. Ekkor általában nem egy monoton időfüggvény szerint tart végtelenbe a középponti anyagsűrűség, hanem vadul oszcillálva. Ezt nevezik BKL (Belinsky-Khalatnikov-Lifshitz) összeomlásnak.
"Lehet, hogy a Kruskal–Szekeres metrika értelmezhetőbb, ott legalább hiperbolák is vannak."
Ki mit szokott meg, azt tudja könnyebben értelmezni. Ám a koordinátarendszer végül is mindig önkényes. Legfeljebb praktikus okok különböztetik meg őket. Így például nem szeretjük, ha olyan csúnya műtermékeket (koordináta szingularitásokat) produkálnak, amelyek nincsenek meg magában a téridőben. A végtelen távoli megfigyelő számára könnyen értelmezhető Schwarzschild koordinátákat nem tartaná természetesnek az aki befelé zuhan, hisz nem érzékel semmit, amikor keresztezi az "állítólagos" eseményhorizontot. Miért is kellene neki egy olyan rendszerben definiálnia az eseményeket, ami kitüntetett jelentőséget tulajdonít egy számára megfigyelhetetlen dolognak.
Olyan ez, mint a Föld felszínén alkalmazott szélességi és hosszúsági koordináták. A koordinátarendszer pólusait akárhová tehetnénk, az nem változtatná meg a gömb geometriáját, viszont a pólusnál mindig behoz egy koordinátaszingularitást, ahol egyszerre vagyunk az összes hosszúsági körön, s ez ott nehézségeket okoz a tájékozódásban. Lám még a vasárnap-hétfő vonalat is milyen ügyesen távol tartották a Brit birodalom fővárosától! Ha a Föld sűrűn lakott részei épp a forgástengely közelében lennének, akkor talán nem így koordinátáznánk, annak ellenére, hogy napi forgás azért akkor is adna rá fizikai okot.
Általában ez áll a népszerűsítő irodalomban (pl.Hawking, Penrose) szereplő sematikus ábrák mögött is, de erre nem szokták külön felhívni a figyelmet. Csak azért írtam, mert legtöbben ebben a formában ismerik
mert a népszerűsítő irodalomból egy másfélét ismer, amiben folyamatosan fordulnak egyre beljebb a fénykúpok. Ám ha Schwarzschild koordináták szerint rajzoljuk fel a szituációt, akkor a horizontnál hirtelen 90 fokot fordulnak, mert ebben ott egy koordináta szingularitás mutatkozik. Ami nem a tér valódi szingularitása, hanem csak a koordinátarendszer választása miatt keletkezik. A fényszerű Eddington-Finkelstein koordinátákat alkalmazva viszont nem jelentkezik ez a mesterséges szingularitás, és a befelé zuhanó testek fénykúpjai folyamatosan fordulnak a középpontban lévő valódi szingularitás felé:
Az emberiség nem alkotott még olyan elméletet, amelynek minden egyes állítását külön-külön tesztelte volna. Erre nem lenne se idő se pénz, és szükség is csak akkor, ha az állítások között nem volnának logikai, matematikai összefüggések. Ám az nem is lenne elmélet, hanem egymástól független partikuláris tények puszta felsorolása.
A fizika összes jól bevált régebbi fejezete is tartalmaz a közvetlen kísérleti igazolás számára hozzáférhetetlen állításokat. Még a mindennapi életben ezerszer ellenőrzött elméletek is, amelyek a minket körülvevő szerkezetek működését megalapozzák. Csak egyet mondanék, mindmáig nem sikerült mérést kieszelni az elektromágneses energia eloszlásának megállapítására .
Legyen az elektrosztatika legegyszerűbb szituációja, a két ponttöltés! Mekkora ezek kölcsönhatási energiája, és hol van az? Mondhatjuk, hogy az egyik töltés nagyságát kell megszorozni a másik töltés által keltett helyi potenciállal, de mondhatjuk fordítva is. Az energia értéke ugyanaz lesz, ám egyszer az egyik helyen látszik elhelyezkedni, másszor a másikon. Célszerű talán inkább úgy gondolni, hogy nem koncentrálódik egyik ponttöltés helyére se, hanem az egész térben oszlik el, s a sűrűségét a két töltés eredő elektrosztatikus mezejének erősségével fejezhetjük ki: (w(r)=E(r)2). Ha most ezt integráljuk az egész térre, visszakapjuk ugyanazt az energiát, amit az előbb egyik vagy másik helyre sűrítve számoltunk. Nagyon szép, csak épp az a baj, hogy ezzel egy önmagában álló ponttöltésnek végtelen lesz az energiája. Mondhatná valaki, hogy a valóságban nincsenek is pontszerű töltések, mert még az elektron is véges kiterjedésű, de kimutatható, hogy akármint képzeljük is el az elektron töltéseloszlását, bajba kerülünk, mert vagy fékezni, vagy gyorsítani fogja saját magát, attól függően, hogy milyen koordinátarendszerből írjuk le.
Amikor pedig a töltések gyorsulnak és elektromágneses hullámokat keltenek, az energia eloszlását mégiscsak helyesebbnek látszik az elektromos és mágneses mezők értékeihez kötve az E(r)2+B(r)2 szerint elképzelni, hisz a hullámok anélkül szállítanak energiát a forrástól a nyelőig, hogy töltések áramlanának egyikből a másikba. Nem sorolom tovább, de az elektromágneses energia térbeli eloszlásának bármelyik elképzelését számos furcsaság kíséri. Akit érdekel, olvassa el Feynman: Mai Fizika, 60.5, és 79., 80. fejezeteiben.
De nem is a furcsaságok miatt hoztam elő, hanem mert úgy néz ki, hogy az elektromágneses energia eloszlását kísérleti úton sem sikerült meghatározni. Ám ez semmiben sem akadályozza az elektrodinamika sikeres megértését és alkalmazását.
Sőt, az elektrosztatikus mező értelmezése már önmagában is tartalmaz egy kísérletileg lehetetlen objektumot, a "próbatöltést". Ami csak elszenvedi más töltések hatását, de maga nem hat rájuk. Egy valódi töltésrendszer elektromos mezejét épp azokkal az erőkkel definiáljuk a tér minden pontjában, amelyeket az odaképzelt próbatöltésre kifejtenének. Miközben kikötjük, hogy a próbatöltések pedig nem keltenek mezőt (nem fejtenek ki erőt semmire).
A konstrukció a jelek szerint működik, noha ilyen féloldalas töltések a valóságban nincsenek. S ezzel a kísérletileg értelmezhetetlen elképzeléssel sikerül elkerülni a töltések önmagukra való hatását is, ami egyébként végtelen lenne.
Persze a te dolgod, mit vársz el a XX. századi fizikától, és mit minősítesz benne játszadozásnak. Csak közben azt is megmutatja, mennyire ismered a korábbiak működését.
Egy staciónárius, gömb alakú, M tömegű fekete lyuk környezetétől jó messze van egy megfigyelő aminek a világvonala az ábrán függőleges, hiszen áll. A fekete lyuk közepétől, :r: távolságra van egy hajó, ami elindul a fekete lyuk felé, hiszen az vonza. A mozgása az fly egyenlitői síkjában történik, egyenesen a fly középpontja felé, a hajó végig egyenesvonalban maradva. Tehát az egyetlen poláris térkoordináta az :r: távolság, ami t időpillanatban a fly középpontja és a hajó távolsága- azaz ki van ejtve a r dφ és r dΦ poláris szögeknek megfelelő térkoordináták.
A hajó világvonalának az ívelemnégyzete (két nagyon közeli pont távolsága):
ds2= -dτ2= -(1-rs/r) dt2+ (1-rs/r)-1dr2 (1.)
Unyanebben a metrikában a fénynek a sajátideje zérus, tehát ds2=o. Innen következik, hogy a fényre igaz:
dt/dr = +/- (1-rs/r)-1 (2.)
Az ábrára felrajzoltam a fénysugarak világvonalát (kék szaggatott vonalak), amit a hajó a világvonalának a 2...5 pontjában kibocsájt a megfigyelő felé (azaz vissza) . A t1 pontban a hajó indulását látja a megfigyelő. Ahogy a hajó közeledik az eseményhorizonthoz a fénykúpok eltorzulnak- hiszen a gravitáció elhajlítja a fényt, az 5. pont után valamikor a hajó eléri a rstávolságot, fénykúp szöge zeróhoz tart. Azaz a fénysugár világvonala valamikor teljesen párhuzamos lesz az idő függőleges tengelyével.
Na de a hajó észre se veszi az eseményhorizontot és megy tovább.
Csakhogy a metrika idő és térszerű komponense az eseményhorizonton előjelt váltanak. A hajó világvonala időszerű marad, de a hozzá tartozó fénykúp elfordul π/2-vel.
Azt is ki lehet számítani, hogy mennyi idő alatt esik be a hajó (a saját óráján mérve) az eseményhorizontól a fly szingulalitásáig: ezredmásodpercek alatt egy kisebb mértetű csillagból származó fly esetében és max. 1o perc a millió naptömegű fly esetében.
Mit is látunk a pontosan mi, a külső megfigyelők, a hajó mozgásából a fly fele? Amit az utoljára minket elért fényjel mutat, azaz a eseményhorizonton álló hajót, de azt a végtelenségig. :)
Csakhogy a hajó nincs ott, már nagyon régen beesett a fly szingulalitásába. De onnan a fényjelek már nem jutnak el hozzánk.
Ha ezt megértetted, akkor mond meg, hogy miért nem lehet kikövetkeztetni, hogy mi történik a fly belsejében egy belehulló testtel? Hiszen azt is tudjuk, hogy mekkora az rs távolság (ida is írtam, hogy 2M) és azt is tudjuk, hogy mikor éri el a saját idejében a hajó a szingulalítást.
Ami kezdetben talán játszadozásnak tűnik, az később elvezethet a bizonyság szerzéshez. Maga Einstein sem remélte, hogy a gravitációs hullámokat kicsinységük miatt lehetséges lesz kimutatni, és mára ez mégis sikerült. Ezért ezek a játszadozások nagyon fontosak.
Ami az elmélete illeti, az tesztelt, sőt azért keletkezett, mert egyből jobban tejesített, mint a régi. Már a megalkotásakor magyarázatot adott a Merkur perihélium vándorlására. Nem sokkal késöbb a fény elhajlását is igazolták. Az idén megmérték a gravitációs hullámokat. Az elméletnek persze rengeteg olyan folyamánya van, amit nem tudunk ellenőrizni. Se cáfolni, sem bizonyítani. De éppen ezért ennek nincs jelentősége az elmélet helyességét illetően.
Minek tesztelését várod el? Azt, hogy a horizonton belül semmi se tud véget vetni az anyag további összeomlásának? De ennek oka nagyon egyszerű: a jövőbeli fénykúpok befelé fordulása. Más szóval, az összes ottani esemény (téridő pont) minden jövőbeli oksági trajektóriája véges sajátidő alatt metszi a szingularitást.
Hogy egy esemény következményei csak a helyi fénykúpokon belülre eshetnek, az elmélet legszélesebb körben tesztelt alapállítása. Ami más szóval azt jelenti, hogy a fény a hatásterjedési sebesség felső határa. Az pedig, hogy az energia (a tömeg) elgörbíti a fénysugarakat, vagyis elfordítja a lokális fénykúpokat, az áltrel legszélesebb körben ellenőrzött következménye. Éppen úgy, és annyira görbíti, ahogy az elméletből számítható.)
