Krónika-topik az egyik legnagyobb tudományos felfedezésről.
Az "Én nem tudom elfogadni a relativitáselméletet"-mondanivalójú szurkolókat kérjük a szomszédos pályákon drukkolni.
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.)
Azt viszont elvárom, hogy az elmélet alkotóinak állításai
legyenek tesztelhetőek.
Aham. És hogyan tesztelnéd?
Ha már ennyire benne vagy a sűrűjében, akkor nyilván nem okoz gondot rámutatni, miért nem akar összejönni eddig a kvantumgravitációs teória, mit totojázik az a sok hülye fizikus.
Szívesen látnám az erről szóló értekezésedet, a topikok teleszemetelése helyett...
"Árnyékra vetődsz, senki se akarta igazolni, hogy valóban pontszerű volna. Csak épp a jelenlegi elméletben semmi se tud határt szabni az összeomlásnak. "
Nem vetődök árnyékra. Azt viszont elvárom, hogy az elmélet alkotóinak állításai
„Árnyékra vetődsz, senki se akarta igazolni, hogy valóban pontszerű volna. Csak épp a jelenlegi elméletben semmi se tud határt szabni az összeomlásnak. Egy ilyen végtelen sűrűség megjelenése pedig jelzi is, hogy valamit javítani, módosítani kell rajta. Hogy ezt épp a kvantumelmélettel való összebékítéstől reméljük? Mi mást tehetnénk? Mindkettő messzemenően sikeres a maga területén, de lehetetlen őket egyszerre alkalmazni, hisz egymást kizáró alapfogalmakra épülnek. A világ közben mégis működni látszik ezeken a közös területeken is. Az égbolt például tele olyan objektumokkal, amelyek visszahúzódtak a saját horizontjuk mögé: Gigászi tömegek mindenféle külső kölcsönhatás nélkül. Ebben a kész állapotban pontosan le is írja őket az áltrel., sőt a kvantumelmélet alapján a keletkezésük mechanizmusát is értjük nagyjából. Az összeroppanás végső fázisát leszámítva, ahol együtt kéne őket alkalmazni.”
Véleményem szerint is a vastagon kiemelt mondatok alapján kell keresni, hogy hol van az eb elhántolva. Ha a végtelenséget más szemlélet, módszer, elmélet alapján próbáljuk kezelni, akkor van esély az előrelépésre, a valóság megértésre terén. A véges és végtelen együtt alkalmazása egy valamilyen formalizmus alapján, közelebb vihet minket a rejtélyek megoldásához. Például a matematikailag végtelen sűrűség, fizikailag nem következik be, mert valamiféle alagúthatás folyamán a térnek egy másik pontján felbukkan az, ami a szingularitásban eltűnik. Ha a tömeg növekedésének lépcsőzetes korlátai vannak, akkor a szupernóvák robbanása, a Fekete lyukak párolgása egy szabályozó szelepként fogható fel. Ami egy fekete lyukból távozik, annak valahol majd tömeg formájában is jelentkezni kell. Az, hogy hol és mennyi idő múlva, az a lépcsőzetes korlátok elérésének függvénye. A granulált tér, a kvantumgravitáció elmélet feltételezett eleme. Ha a tér egy kvantuma is szingularitásba „sűrűsödik”, akkor egy alagút igénybevételével el is hagyhatja azt. A forrás és nyelő együttes, mintegy alagútként való működése alapvető a megmaradás szempontjából. Ha a forrást és a nyelőt összekötő alagút hossza is lépcsőzetes korlátozás alá esik, azt bizonyára nem csak a Planck egységek és a fény sebessége határozza meg, mivel a tér kvantuma ennél nagyságrendekkel kisebb is lehet. A távolság és az idő mérhető a határozatlansági tényező adta korlátig. Ezt a korlátot kellene átugorni, alacsonyabbra tenni legalább elméletileg ahhoz, hogy élesebb képet kapjunk a valóságról. A digitális fotózás pixelei jócskán megnövelték a zummolás távolságát. A tér felismert „pixelei” tovább növelhetik az éleslátásunkat és ezzel a határozatlanság kereteit is szűkebbre szabhatják.
A legkisebb csillag ami fekete lyukká omlik négyszeres Naptömegű. Egy ekkora égitest Schwarschild sugara 12km. Innen még nagyon sok nagyságrendet kell tovább zsugorodnia az anyagának, mire a kvantumfizika mérettartományába érkezik, ahonnan csak egy kvantumgravitációs elmélet segítségével lehet majd nyomon követni.
Árnyékra vetődsz, senki se akarta igazolni, hogy valóban pontszerű volna. Csak épp a jelenlegi elméletben semmi se tud határt szabni az összeomlásnak. Egy ilyen végtelen sűrűség megjelenése pedig jelzi is, hogy valamit javítani, módosítani kell rajta. Hogy ezt épp a kvantumelmélettel való összebékítéstől reméljük? Mi mást tehetnénk? Mindkettő messzemenően sikeres a maga területén, de lehetetlen őket egyszerre alkalmazni, hisz egymást kizáró alapfogalmakra épülnek. A világ közben mégis működni látszik ezeken a közös területeken is. Az égbolt például tele olyan objektumokkal, amelyek visszahúzódtak a saját horizontjuk mögé: Gigászi tömegek mindenféle külső kölcsönhatás nélkül. Ebben a kész állapotban pontosan le is írja őket az áltrel., sőt a kvantumelmélet alapján a keletkezésük mechanizmusát is értjük nagyjából. Az összeroppanás végső fázisát leszámítva, ahol együtt kéne őket alkalmazni.
Emil, google-zd meg a Oppenheimer–Snyder-kollapszus kifejezést.
Ez egy model, amiben egy M tömegú gömbszimetrikus csillagot, nyomásmentes ideális folyadéknak (pornak) tekintünk.
Van egy hosszabb matematikai levezetés, de a lényeg az, hogy az M tömeget ki lehet fejezni úgy , hogy:
M= A x a3 x ρ - ahol :A: egy állandó, a kis :a: betű a skalárfaktor és :ρ: az ideális folyadék sűrűsége.
Mivel M állandó és az a skalárfaktor a kollapszus során elfogy, azaz nulla lessz, magyarán a test egy pontá zsugorodik, könnyű belátni, hogy abban pontban a sűrűség végtelen nagy lesz. Ezt jó rég kiszámították.
Közbe az eltelt idő alatt a csillagászok észrevették azt, hogy az összes 6 Naptömegnél nagyobb tömegű csillag fejlődésének végállapotát ez a model tökéletesen leírja.
Az összesből fekete lyuk lesz.
Ezeknek a fekete lyukaknak van egy határfelületük, amit eseményhorizontnak neveznek. Ami oda bekerűl, az nem jöhet ki soha.
