SME
Utorok, 26. január, 2021 | Meniny má TamaraKrížovkyKrížovky

Načítavam moment...
Momentálne nie ste prihlásený

Stephen Hawking ukázal, ako možno uniknúť z čiernej diery (Späť na článok)

Pridajte priamu reakciu k článku

1 2 >

Hodnoť

To volske oko sa nejako

nevydarilo tomu umelcovi. ... Ale nieco k obsahu:. Novy pohlad na cierne diery moze zmenit pohlad na vznik vesmiru. najdete o tom viacej v clanku: : "Dark Matter May Be Made of Primordial Black Holes"

http://www.space.com/33122-dar...
 

 

*** Po opakovanom hrubom porušení Kódexu diskutujúceho boli zmazané všetky diskusné príspevky tohto autora.
 

Neboj sa

s tým výjsť pred odbornú verejnosť. Nech to skúsia vyvrátiť!
 

ak mu to zožerú

určite mu to aj vyvrátia :-)
 

Cim dalej, tym viac ...

sa priklanam k myslienke, ze co dnes vysvetluju, ako Big-Bang, je nicim inym, ako "explosiou" bubliny v prehriatom energetickom poli, a takych bublin sa v nom moze nachadzat nespocetne vela. teda, co dnes nazyvaju Big-Bangom, je nicim inym, ako fazovou premenou prostredi do ineho fazoveho stavu, kde fyzikalne parametre definuju bas caso-priestor. Je zaujimavy vztah E=m*c^2, jeho jednotky obsahuju vsetko o casopriestore, energiu, hmotnost rozmer a cas. to prve, sa nachadza na lavej strane, ako vychodzie prostredie (energeticke pole) a tie ostatne na pravej strane z neho vznikaju. ... Ak zoberieme jednoduchu analogiu s prehriatou kvapalinou, aj tam je potrebny nejaky jemny zasah, aby sa v nej explozivne vznikli bubliny, ktore sa v nej roztahuju vacsou rychlostou, ako sa siry v nich vzruch, tj. "nadsvetelnou" rychlostou ... ako dnes vysvetluju expanziu Vesmiru, ktora prebieha rychlejseie, ako sa siri svetlo v caso-priestore. ... :)
 

... a zabudol som dotiahnut myslienku ..

ktora sa tyka prave tch ciernych dier, co na uvedenom linku nazyvaju "Primordial Black Holes" ... nuz, su to nejake kondenzacie v casopriestore, ako ked v rozsirujucej bubline (caso-priestore) sa vzniknuta faza kondenzuje spat do kvapociek energetickeho pola, k toreho vznikol caso-priestor ... nemyslim si, ze neexistuje racionalne vysvetlenie, co bolo pred Big-Bangom ... iba energia ... ake atributy ma tato "substancia", ktorej fazovou premenou vznika caso-priestor? (... je to otazka pre mehmeda ;) )
 
Hodnoť

To sme vedeli uz davno

ze okolo ciernej diery su chlpy. Okrem pripadu ked sy vyholene.
 

Ja som dávno

ale naozaj už strašne dávno unikol len o ten povestný fúz z jednej čiernej diery a zachránil som si slobodenku, ale len nakrátko, bohužial, boli vtedy ti čierne diery v ukrutnej presile.
 
Hodnoť

pozna S. Hawking

aj unikovu cestu zo slovenskej politickej ciernej diery? / odpoved by mohla byt rozumny volici ale zial na Slovensku ich nie je dost preto ta otazka na Hawkinga
 
Hodnoť

 

Ako fyzik oceňujem, že sa objavujú aj takéto články, ale nešlo by to predsa len napísať trochu korektnejšie a viac k veci? Chápem, že odborné veci treba podať populárne, ale "žiara z jemných chlpov"? Má čitateľ, ktorý o veci nič nevie, po prečítaní takej vety pocit, že vie o niečo viac? Chcelo by to vysvetliť, čo sú "vlasy" v štandardnej teórii, čo je "no-hair" teorém, a ako to súvisí s informačným paradoxom. A potom vysvetliť, čo Hawking myslí pod "soft-hair" a "hair implants", keď hovorí o čiernych dierach. Fyzika a matematika za tým všetkým je zložitá, ale povedať pár vetami, v čom tkvie podstata, by zas nemal byť taký problém. Žiarivé steblá slamy? Vážne je toto prirovnanie nutné? :)
 

 

Tak ja vyuzijem ze si sa zapojil Martin a popytam sa ta na detaily. Ak tomu dobre rozumiem, to ze cierna diera nema chlpy znamena, ze je jednoducha -- da sa popisat iba tromi cislami (ked si odpustime magneticke monopoly). Informacny paradox znamena, ze verime ze "informacia sa zachovava", ale do ciernej diery zdanlivo mozeme nasypat hodne informacie a u nej sa zmenia iba tie tri parametre.

No a teraz prosim, na co teda prisiel Hawking?

A este toto: preco by informacny paradox mal byt paradox, ked tie tri cisla popisuju Kerr-Newmannovu metriku "vonku ciernej diery" mimo singularitu? Informacia moze byt stale vnutri singularity, kedze tam o fyzike nevieme nic. Jasne, mame problem s tym ze ju nevieme dostat naspat, ale preco by mal byt vyvoj unitarny? Koniec koncov, v termodynamike nam nevratnost procesov az tak nevadi.

A este jedna vec ma vzdy zaujimala: Kerr-Newmann je vakuove riesenie Einsteinovych rovnic, ako sa vec zmeni, ked mame okolo singularity aj nieco ine nez testovacie castice? Ono jasne, fyzici maju radi spojitost (a este linearitu :D), takze by to nemalo byt zas tak odlisne, ale zase: termodynamika, fazove prechody, chaos, bifurkacie...

Tesim sa na odpoved a prajem pekny vecer.
 

 

Dobrý večer, ďakujem za záujem, skúsim aspoň stručne odpovedať. Keby sa v diskusii objavil prof. Ctirad Klimčík, určite by dokázal podať fundovanejšiu odpoveď.

Tvrdenie, že čierna diera nemá vlasy je presne to, čo popisujete. Toto tvrdenie ale má tiež určité predpoklady, ktoré nie sú vždy splnené, a tak dnes poznáme aj riešenia popisujúce "vlasaté" čierne diery, ktoré majú tých parametrov viac. I tak je ale pozoruhodné, že vobec existuje nejaká malá sada parametrov, ktoré geometriu čiernej diery popisujú.

Z platnosti no-hair teorému teda plynie, že ak má čierna diera zachovávať informáciu, musí tá informácia byť ukrytá pod horizontom, povedzme, že v singularite. Povodne aj Hawking presadzoval názor, že informácia sa proste stratí. Čierna diera má hmotnosť a moment hybnosti, ktoré sú postupne odnášané Hawkingovým žiarením, takže tieto veličiny zostávajú zachované. Ale pretože žiarenie je termálne, žiadnu ďalšiu informáciu okrem teploty nenesie. Keď sa teda čierna diera vyparí, zostanú len častice Hawkingovho žiarenia, ktoré okrem hmotnosti a momentu hybnosti a teploty (ktorá ale súvisí s hmotnosťou) žiadne vlastnosti, ktoré by umožnili zrekonštruovať informáciu o tom, čo do čiernej diery kedysi spadlo.

Na druhej strane, výpočet, ktorým Hawking odvodil vyparovanie čiernych dier sa opiera o aparát kvantovej teórie poľa. V tejto teórii sa informácia zachováva. Zdá sa teda, že záver (info sa v čiernej diere stráca) je v rozpore s teóriou, pomocou ktorej bol celý efekt objavený (žiarenie čiernych dier).

Preto sa dnes väčšina (pokiaľ viem) ľudí kloní k predstave, že aj celý proces kolapsu hviezdy do čiernej diery, jej postupné vyparovanie až do finálneho stavu, ktorý obsahuje len Hawkingovo žiarenie, je unitárny. Existujú dokonca exaktné modely (inšpirované teóriou strún) vyparovania čiernych dier v nižších dimenziách, ktoré sú konzistentné s kvantovou mechanikou, teda unitárne, takže informácia sa zachováva. To, že také modely existujú neznamená nič pre reálne čierne diery v 4 dimenziách, ale jasne to ukazuje, že informácia sa nemusí nutne stratiť. Na základe podobných argumentov nakoniec Hawking zmenil názor a vyjadril sa, že informácia sa predsa len zachováva.

Problém je, že v povodnom Hawkingovom argumente, že info by sa mala strácať, nikto nenašiel jasne identifikovateľnú chybu. V tomto novom článku sa teda Hawking a Strominger snažia nájsť slabé miesto v povodnej Hawkingovej argumentácii a urobiť prvý krok k oprave.

Kľúčovým prvkom ich článku je pomerne nedávne zistenie, že v asymptoticky plochých priestoročasoch existuje nekonečne mnoho zachovávajúcich sa veličín. Model je, že v nekonečne dávnej minulosti nebola čierna diera, len približne plochý priestoročas. Potom došlo ku kolapsu hviezdy a formácii čiernej diery, tá sa postupne vyparila a tak v nekonečne vzdialenej budúcnosti bude zase plochý priestoročas vyplnený Hawkingovým žiarením.

Ak platí tento scenár, tak existuje nekonečne mnoho veličín, ktoré majú určitú hodnotu v nekonečne dávnej minulosti a tú istú hodnotu v nekonečne vzdialenej budúcnosti. To interpretujeme tak, že hodnoty týchto veličín sa zachovávajú. V článku Hawking a Strominger analyzujú, že aby sa tieto veličiny mohli zachovávať, musí byť v skutočnosti čierna diera charakterizovaná nie len tými troma vlasmi, o ktorých sme hovorili, ale aj "jemnými vlasmi". Nie sú to teda žiarivé snopy sena, ale charakteristiky čiernej diery. Veľmi zjednodušene povedané, tieto "soft hair" sú zodpovedné za to, že fotóny raného a neskorého Hawkingovho žiarenia sú skorelované. Zdá sa, že by to mohol byť mechanizmus,
 

 

ako sa informácia zachováva. Takto napísané to asi veľmi nedáva zmysel, ak budem mať čas, pokúsim sa o tom napísať zrozumiteľný blog :)

K tej otázke o Kerrovej-Newmanovej metrike. Nie som si istý, na čo sa pýtate. Kerr-Newmanova metrika nie je vákuové riešenie, je to riešenie pre čiernu dieru s nábojom, takže okolo nej je EM pole. Ak je náboj čiernej diery nulový, prechádza Kerr-Newman na Kerrovu metriku bez EM poľa a to je vskutku vákuové riešenie.

Všeobecná relativita je silne nelineárna teória, takže aj ked máte pravdu, že fyzici majú linearitu radi, v relativite na ňu dojde len veľmi zriedka :)

Ale neviem, na čo presne sa pýtate. Typická astrofyzikálna aplikácia je Kerrova(-Newmanova) čierna diera s akrečným diskom. Aj akrečný disk sa dá modelovať ako testovací, ale lepšie je vziať prítomnosť akrečného disku ako poruchu Kerrovho riešenia. Tak sa síce nedostane presné riešenie Einsteinových rovníc, ale dostanete v príslušnej aproximácii disk, ktorý zároveň deformuje geometriu čiernej diery, takže je to lepšie, než len testovacie častice.

Existujú aj presné riešenie, ktoré sa generujú, napríklad, chirurgickými metódami . Možete vziať napr. Schwarzschildovo riešenie, vyrezať z neho tórus ležiaci v ekvatoriálnej rovine a s polomerom väčším, než je polomer horizontu. Tým sa dostane Schwarzschildovo riešenie ale s chýbajúcimi kusmi. Teraz možete identifikovať protiľahlé body onoho toru, ako keby ste zlepili miesta, kde je v riešení diera. Tak dostanete nespojitosť metriky v bodoch "zlepenia", čo zodpovedá nekonečne tenkému disku - prstencu okolo čiernej diery. To je zase aproximácia, ale skutočné disky sú väčšinou naozaj veľmi tenké v porovnaní s čiernou dierou, a za druhé je to presné riešenie.

Všeobecne je ale poruchová metóda tá najpoužiteľnejšia a najfyzikálnejšia.

Prajem dobrú noc :)
 

 

Dakujem za odpoved, budem ju nejaku dobu vstrebavat :)

S tym vakuovym riesenim som sa sekol, samozrejme mas pravdu a naboj ciernej diery sposobi nenulovu pravu stranu Einsteinovych rovnic. Cely cas som myslel hlavne na diagonalne cleny tenzoru, cize nejaku tu hmotu -- nielen akrecny disk, ale povedzme cely vesmir okolo ciernej diery. Vrta mi totiz v hlave, ako velmi mozu perturbacie zahybat s tym krasnym Kerr-Newmannom a jeho troma chlpmi. Ci sa prave, ozajstne riesenie "nerozstepi" tak ze sa v nom nakoniec najde viac miesta pre parametre, ktore inak interpretujeme ako stratene.

"V asymptoticky plochých priestoročasoch existuje nekonečne mnoho zachovávajúcich sa veličín." pravdepodobne bude dokaz zlozitejsi oproti tomu co si nacrtol a co som ja pochopil, ale tvrdenie je to rozhodne fascinujuce.

Ospravedlnujem sa za mavanie rukami, zo skoly uz som hodne dlho prec a pocitat uz moc neviem :)
 

 

Niekedy mam problem pri podobnych clankoch rozoznat, ci je to len toeria, alebo to je aktualne aj namerane alebo pozorovane.

Co v skutocnosti znamena tento vyrok: "Všeobecná relativita je silne nelineárna teória, takže aj ked máte pravdu, že fyzici majú linearitu radi, v relativite na ňu dojde len veľmi zriedka"?

Pozorovali uz niekedy ciernu dieru bez Elektromagnetickeho Pola?
 

Dobrý deň

keď už ma teda Martin takto vyzval, tak niečo napíšem, ale budú to sem-tam len moje pocity, lebo fakt teraz nemám čas veci prepočítavať.
1) Začiatok celej veci má asi dva roky, keď Strominger so spolupracovníkmi interpretoval Weinbergov soft graviton scattering teórem ako tzv. Wardovu identitu. Od toho sa odvíjala ďalšia aktivita na tomto poli výskumu (poväčšine pod taktovkou Stromingera), ktorá sa však vyhýbala (aspoň pokiaľ viem) čiernym dieram, pretože predtým bolo potrebné ešte vyriešiť viacero koncepčných vecí i technikalít. Domnievam sa, že Perry (menej známy než Hawking alebo Strominger, ale človek s fantastickým talentom byť tam, kde sa niečo zaujímavého deje) kontaktoval Hawkinga a získal ho pre ideu namontovať Stromingerovu ideu na čierne diery. Hawking potom zrejme navrhol Stromingerovi spoluprácu, a návrh od Hawkinga sa neodmieta, i keď by bol trochu predčasný. Celkovo si však myslím, že na celej veci niečo je a je tam aj dosť jasná cesta ako ďalej tématiku rozvíjať koncepčne aj technicky.
2) Weinbergov soft theorem zhruba tvrdí, že v kvantovej gravitácii sa elementy tzv. S-matice nutné na predpoveď výsledku rozptylového experimentu, v ktorom sa zúčastňuje slaboenergetický gravitón dá ĺahko nájsť z elementov S-matice bez účasti gravitónu. Wardova identita v kvantovej teórii zasa vystihuje symetriu tejto teórie (z definície), Strominger a spol. teda zistili, že Weinbergov teorém je dôsledkom istej symetrie kvantovej teórie gravitácie a identifikovali aj grupu tejto symetrie ako tzv. diagonálnu BMS podgrupu grupy diffeomorfizmov asymptoticky plochého priestoročasu. Ďalšia dôležitá vec, ktorú urobili Stromingerovci, bola identifikácia tzv. fázového priestoru, na ktorý diagBMS podgrupa pôsobí pomocou tzv. Noetherovských nábojov.
3) Keďže gravitačný kolaps a následné vyparovanie čiernej diery je proces zapadajúci do rámca asymptotického priestoročasu, dôsledky "povýšenia" diagBMS grupy na Noetherovskú symetriu sa tu musia prejaviť a tu vošli do hry Hawking s Perrym, aby spolu so Stromingerom zistili ako. Technicky je tu potrebné riešiť veľa vecí, napríklad identifikáciu Hilbertovho priestoru stavov čiernej diery, ktorý musí byť väčší, ako sa predtým myslelo (stavy sa môžu od seba líšiť rôznymi diagBMS nábojmi), je treba technicky riešiť fakt, že diagBMS symetria je spontánne narušená (čo zhruba povedané znamená, že existuje iba ako grupa automorfizmov algebry pozorovateľných a nie je realizovateľná priamo na Hilbertovom priestore), je treba pochopiť, ako sa bude počítať entrópia čiernej diery a podobné veci. Avšak každopádne na klasickej úrovni generátory diagBMS symetrie hrajú úlohu "nábojov" podobne ako elektrický náboj, sú to teda nové "vlasy", ktoré môže mať čierna diera. Ak som to správne pochopil z prelistovania si článku Hawkinga a spol. volajú sa mäkké vlasy alebo chlpy, pretože "zmena účesu" nezmení energiu diery.
 

 

Kto sa vela pyta, ten sa vela dozvie :) pokusim sa to nejak spracovat. K teorii pola na krivom pozadi som sa nikdy nedostal a diferencialna geometria je moja zhuba. V kazdom pripade mena Bondi, Metzner a Sachs su pre mna novinka, tak uvidim, ci sa chytim.

Dakujem
 
Hodnoť

Stephen Hawking ale nevie ukázať

ako uniknúť zo spárov mafie SMER SD
 
Hodnoť

 

Normálne, tak ako Houdini alebo David Coperfield.
 

1 2 >

Najčítanejšie na SME Tech