Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti

Aloittaja Lorelei, 09.05.2015, 09:50:04

« edellinen - seuraava »

Eusa

Siis eiköhän Hawkingin säteilyssä ajatella gravitaatiokentän menettävän energiaa tekemällä tuon hiukkasparin. Kun toinen hiukkanen karkaa, gravitoivaa massaa on vähentynyt juuri sen hiukkasen massan verran.

Tuntuisi, että vielä tehokkaammin massaa vähenisi, jos nuo hiukkaset annihiloituisivat säteilyksi saman tien...

mistral

Lainaus käyttäjältä: ketarax - 25.08.2016, 01:50:10
Tismalleen samalla tavalla, kuin jos kaadan maitotölkistä lasin täyteen, juon puolet ja kaadan puolet takaisin tölkkiin, on tölkistä vähentynyt puoli lasillista maitoa.


Toki näin jos kyse olisi mustan aukon massasta mutta kun kyse on vakuumista jonka roolia ma:n massanmuodostukseen ei tiedetä. Vai tiedetäänkö että vakuumikin on gravitaation vaikutuksesta ma:n vankina ja näin sieltä paennut fotoni keventäisi myös ma:n massaa? Jos vakuumi ei reagoi gravitaatioon, voi se seilata minne haluaa ja se kahden fotonin kevennys vaikuttaa siellä minne suuntaan sattuu seilaamaan.

Eusa

https://profmattstrassler.com/articles-and-posts/relativity-space-astronomy-and-cosmology/black-holes/black-hole-information-paradox-an-introduction/

Mustien aukkojen mysteerissä on vielä paljon spekuloitavaa. Itse olen päätynyt siihen, etteivät ne ole mustia vaan hämäriä. Energiatiheys lähestyy itseriittoista tilaa, eikä säteilyä riitä omista tarpeista enää juuri hämärän massiivin ulkopuolelle. Tapahtumahorisontin muodostumisen voi estää ns. miniatyrisoituminen eli tardis-ilmiö "suurempi sisältä kuin ulkoa" eli vaikka ainetta ja massaa on paljon koordinaatistoavaruudessa (ulkopuolisen havainto), tila on itseiskoordinaatistossa laajentunut. Vastaava idea on ns. gravastar, jossa massiivin rakenteessa on pimeällä energia merkittävä osuus, se ei kuitenkaan ota kantaa, kuten minä, että varsinaisesti säteilymekanismi aiheuttaisi tilan laajenemista eli olisi se pimeä energia.

Kuten edellä kirjoitin, hiukkaspari saa energiansa hämärän massiivin (mustan aukon) pienenemisestä, minkä jälkeen aukko voi siepata hiukkasen/hiukkaset riippuen niiden liikemääristä tai säteillä pois.
Voisikohan ajatella, että syntyvän hiukkasparin heti annihiloituessa ja sm-säteilyn suuntautuessa kiertoradan tangentin suunnassa, koko massiivin massafluktuaation sallima energiaemissio voisi säteillä massiivin ulottumattomiin? Marginaalispekulaatio.

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: mistral - 25.08.2016, 17:19:10
Toki näin jos kyse olisi mustan aukon massasta mutta kun kyse on vakuumista jonka roolia ma:n massanmuodostukseen ei tiedetä. Vai tiedetäänkö että vakuumikin on gravitaation vaikutuksesta ma:n vankina ja näin sieltä paennut fotoni keventäisi myös ma:n massaa? Jos vakuumi ei reagoi gravitaatioon, voi se seilata minne haluaa ja se kahden fotonin kevennys vaikuttaa siellä minne suuntaan sattuu seilaamaan.

Nyt täytyy todeta, että sikäli kun olen kuullut hyviä tarinoita, on Hawkingin säteilyn selitys virtuaalipareilla itse asiassa kansantajuistus.  Alkuperäisen idean matematiikka tarkastelee vakuumin olemusta eri havaitsijoiden vinkkelistä (havaitsijat voivat olla eri mieltä siitä mikä tila (state) itseasiassa vastaa vakuumia), ja näiden havaitsijoiden (suhteellinen) aika on esityksessä vahvasti mukana.  En ole itse perehtynyt Hawkingin säteilyyn tuota kansantajuista versiota syvällisemmin, joten en nyt osaa sanoa yksityiskohdista oikein juuta tai jaata.

MUTTA, minun mielestä vakuumi (eli aika-avaruus) on toki ma:n vankina aivan kuten ketjussa ylempänä koetin tolkuttaa; eli siinä mielessä että horisontin sisäpuolella kaikki tiet vie singulariteettiin, tai kuten silloin sanoin, "aika-avaruus-kin putoaa singulariteettiin".  Ja samoin vakuumi, eli aika-avaruus, reagoi gravitaatioon -- eli kaareutuu massaenergian vaikutuksesta.

Edit:
Se että virtuaaliparikuva on "kansantajuistus" ei tarkoita että se olisi hyödytön, tai edes automaattisesti väärä selitys.  Päin vastoin, se on hyödyllinen apuväline, mutta siihen liittyvät rajoitukset/reunaehdot tulee tuntea viimeistään sillä hetkellä, kun yritetään mennä pidemmälle.  Vähän niinkuin GR:n kumikalvoanalogia -- mitä erinomaisin tapa havainnollistaa ja käsitellä tiettyjä, moniakin GR:n piirteitä, mutta ei pidä olettaa että analogia on yleispätevä, tai että sen pohjalta esim. voi vaivatta selittää, saatika ennustaa, muitakin GR:n ilmiöitä.
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

mistral

Lainaus käyttäjältä: ketarax - 25.08.2016, 18:33:38

MUTTA, minun mielestä vakuumi (eli aika-avaruus) on toki ma:n vankina aivan kuten ketjussa ylempänä koetin tolkuttaa; eli siinä mielessä että horisontin sisäpuolella kaikki tiet vie singulariteettiin, tai kuten silloin sanoin, "aika-avaruus-kin putoaa singulariteettiin".  Ja samoin vakuumi, eli aika-avaruus, reagoi gravitaatioon -- eli kaareutuu massaenergian vaikutuksesta.


Itse olen ajatellut aika-avaruutta immuunina gravitaatiolle, siis siinä mielessä että se lähtisi "liukumaan" jonnekin. Sensijaan pidän sitä "liukumäkenä" jossa massaenergia liukuu (putoaa vapaasti) eli mäki pysyy paikallaan. Ja vakuumia olen pitänyt täydellisenä tyhjiönä paitsi sen poreilua joka antaa(?) sille jonkin massaenergia-arvon. Jos poreilu on luonteeltaan sellaista että siinä on yhtä paljon plus ja miinus energiaa, voiko silloin mennä takuuseen että sen massaenergia-arvo poikkeaa nollasta? Ja jos se ei poikkea nollasta, silloin gravitaatio ei pure siihen. Ainakaan mitään varmaa arvoa vakuumin energiasisällöstä ei olla onnistuttu mittaamaan.

mistral

Lainaus käyttäjältä: Joksa - 30.08.2016, 15:43:40
Tyhjiöenergia näyttäisi olevan rajaton energialähde.

On vaikea sulattaa sitä että kaavasta saadaan energiaa, sen takanahan pitäisi olla todellista olevaista. Eikö tyhjiöenergia ole vain kvanttiheilahteluun perustuva mekanismi, ikäänkuin "idea" eikä sen olemus ole selvillä. Jos sen olemus tunnettaisiin, saattaisi osoittautua ettei sieltä heru yhtään energiaa. No riippuu tietysti olemuksesta...

mistral

Lainaus Enqvistin jutusta:

"Poreilun energia täyttää koko avaruuden ja toimii siis kosmologisena vakiona. Efekti voidaan havaita ns. Casimir-ilmiönä. Siinä kahden metallilevyn väliin ilmestyy pienoinen mutta mitattava näennäinen vetovoima, joka johtuu siitä, että levyjen väliin syntyvien virtuaalisten hiukkasten aallonpituus on rajoitettu. Levyjen etäisyyttä suurempia aallonpituuksia ei yksinkertaisesti mahdu niiden väliin. Sen sijaan niiden ulkopuolella kaikenlaiset virtuaalihiukkaset ovat mahdollisia. Seurauksena on levyjä ulkoapäin yhteen työntävä paine. Tyhjiön poreilun seurauksena syntyvän energiatiheyden suuruus on valtaisa. Esimerkiksi protonin rakenneosasia kvarkkeja kuvaavassa kvanttikromodynamiikassa saisimme kosmologisen vakion, jonka suuruus olisi 10^{76} kertaa sallittua suurempi. Tämän energiatiheyden katoaminen on eräs mysteereistä, jonka gravitaation ja kvanttifysiikan yhdistävän teorian odotetaan joskus selvittävän."


En löydä selitystä työntövoimalle poreilusta. Casimir-ilmiö on vain todiste poreilusta mutta ei luulisi sen puskevan partikkeleita niin voimakkaasti että se kumoaisi gravitaation, vai onko kyse siitä että suurilla etäisyyksillä g. on niin heikko ettei se enää voita poreilua?

Lisäys:
Jos Casimir-voima puskee avaruutta, tullaan uuteen ongelmaan mikä ollaan huomattu, eli tyhjästä syntyy energiaa mikä on vaikea ongelma. Mielellään näkisi jonkin mekanismin jonka kautta Casimir-voima saa kyvyn tehdä työtä. Jos se löytyisi, olisi koko teoria vahvemmalla pohjalla.

Eusa

Lainaus käyttäjältä: mistral - 31.08.2016, 18:44:08
Lainaus Enqvistin jutusta:

"Poreilun energia täyttää koko avaruuden ja toimii siis kosmologisena vakiona. Efekti voidaan havaita ns. Casimir-ilmiönä. Siinä kahden metallilevyn väliin ilmestyy pienoinen mutta mitattava näennäinen vetovoima, joka johtuu siitä, että levyjen väliin syntyvien virtuaalisten hiukkasten aallonpituus on rajoitettu. Levyjen etäisyyttä suurempia aallonpituuksia ei yksinkertaisesti mahdu niiden väliin. Sen sijaan niiden ulkopuolella kaikenlaiset virtuaalihiukkaset ovat mahdollisia. Seurauksena on levyjä ulkoapäin yhteen työntävä paine. Tyhjiön poreilun seurauksena syntyvän energiatiheyden suuruus on valtaisa. Esimerkiksi protonin rakenneosasia kvarkkeja kuvaavassa kvanttikromodynamiikassa saisimme kosmologisen vakion, jonka suuruus olisi 10^{76} kertaa sallittua suurempi. Tämän energiatiheyden katoaminen on eräs mysteereistä, jonka gravitaation ja kvanttifysiikan yhdistävän teorian odotetaan joskus selvittävän."


En löydä selitystä työntövoimalle poreilusta. Casimir-ilmiö on vain todiste poreilusta mutta ei luulisi sen puskevan partikkeleita niin voimakkaasti että se kumoaisi gravitaation, vai onko kyse siitä että suurilla etäisyyksillä g. on niin heikko ettei se enää voita poreilua?

Lisäys:
Jos Casimir-voima puskee avaruutta, tullaan uuteen ongelmaan mikä ollaan huomattu, eli tyhjästä syntyy energiaa mikä on vaikea ongelma. Mielellään näkisi jonkin mekanismin jonka kautta Casimir-voima saa kyvyn tehdä työtä. Jos se löytyisi, olisi koko teoria vahvemmalla pohjalla.
Minun ehdotukseni on, että säteily ei pelkästään punasiirry avaruuden laajenemisesta, vaan avaruusajan aaltoilun energiaa siirtyy tyhjöenergiaksi, joka näkyy laajenemisena ja punasiirtymänä, yhteisvaikutus.

mistral

Lainaus käyttäjältä: Eusa - 31.08.2016, 23:24:53
Minun ehdotukseni on, että säteily ei pelkästään punasiirry avaruuden laajenemisesta, vaan avaruusajan aaltoilun energiaa siirtyy tyhjöenergiaksi, joka näkyy laajenemisena ja punasiirtymänä, yhteisvaikutus.

Tarkoitatko että gravitaatioaaltojen energia muuttuisi Casimir-voimaksi?


Tuli tässä iltasella mieleen Casimir-voimasta sellainen asia että sehän vaikuttaa myös kappaleen toisella puolella ja näin kumoutuu jolloin nettovoima olisi tasan nolla. Sama periaate vaikuttaa sukellusveneeseen, vaikka veden paine olisi 100 baaria, pysyy se paikallaan siksi koska paine vaikuttaa kaikista suunnista.

Eli en nyt ymmärrä, kuinka Casimir-voima pystyisi kiihdyttämään taivaankappaleita...

mistral

#114
Kosmologiassa puhutaan avaruuden laajenemisesta, ei välttämättä siitä että kappaleet leviää laajemmalle alueelle vaan että tyhjiökin laajenisi. Tässä ajatuksessa on vaan katkos tapahtumaketjussa.

Jos alkutilanteessa pidetään tyhjiöenergiaa moottorina laajenemiselle, ensimmäinen katkos tulee siitä, kuinka tyhjiöenergia esim lisää avaruutta Linnunradan ja M101:n välille. Kukaan ei osaa selittää sitä.

Toinen katkos tulee siitä, kuinka tyhjä avaruus voisi hinata kappaleita mukanaan. Oletetaan vaan että on olemassa näkymättömät siimat jotka "kiinnittyvät" avaruuden koordinaatistoon. Koko pimeän energian hypoteesi perustuu tähän, siis siimojen tekemään työhön (tai puskemiseen, mikä sitten onkaan se mekanismi, olennaista on pimeän energian määrä).

Eli hypoteesi perustuu siihen että tunnetaan lähtökohta ja lopputulos (tyhjiöenergia ja kiihtyvä laajeneminen), ja näiden väliin jäävät asiat on tuntemattomia.

Ja tähän hypoteesiin ilmeisesti perustuu ajatus siitä että avaruuden laajeneminen voi ylittää valon nopeuden, mitä ei kuitenkaan voida havaita koska se menee meidän havaintohorisontin ulkopuolle.

Lisäys: Tarkistin M101:n speksejä ja löytyi:
Redshift: 0.000804
Helio radial velocity: 241 ± 2 kilometres per second

....joten olettaisin että se menee meistä poispäin. Näin uutta avaruutta tulisi meidän ja M101:n välille. Tämä esimerkki ei kerro koko totuutta mutta on suuntaa antava. Mutta toinen juttu on siis se, syntyykö uutta avaruutta ylipäätään.

mistral

#115
Lainaus käyttäjältä: Joksa - 02.09.2016, 17:54:44
Voisiko systeemi olla analoginen jonkilaiseen waterworld-kompleksiin, eli a-a olisi eri tasoilla olevaa altaistoa, vakuumi vettä ja aine vedessä kelluvia partikkeleita..? Jos (joku) allas laajenee niin siinä olevat partikkelit eivät ui vastavirtaan pitääkseen ent sijaintinsa vaan kelluvat pinnan laajemisliikkeen mukana ja siten erkaantuvat toisistaan.

Epäilen. Pimeän energian määrä lasketaan käsittääkseni maailmankaikkeuden massasta jolloin jokaisen kappaleen kiihdyttämiseen tarvitaan sitä energiaa. Nyt jos vesitankissa kappaleet kiihtyvät ikäänkuin siivellä, silloin niiden osuus olisi aika pieni kokonaisenergiasta. Tämä mekanismi siis on tuntematon, tiedossa on vain lähtötilanne ja arvio nykytilanteesta, sekin on vain arvio. Mitä siinä välissä on tapahtunut, on mysteeri, ehkä salaisuus jonain päivänä selviää mutta tänään avaruuden laajeneminen on vain käsite - ei konkreettinen asia joka osataan selittää. Tai ainakin ne Ursan kirjat ym mitä olen lukenut, ei selitä sitä. Tilanne ratkeaisi jos Saul Perlmutterin ja toisaalta Brian Schmidtin havainnot osoittautuisivat vääriksi tulkinnoiksi, silloin pimeää energiaa ei tarvittaisikaan.

Lisäys:
Analogia vedessä uivista kappaleista pitää sisällään samanpainoisuuden ja paine-erot virran myötä- ja vastapuolella, eli vaikkapa "uppotukki" virrassa kiihtyessään virran nopeuteen, aiheuttaa ylipaineen toiselle puolelle, alipaineen vastakkaiselle puolelle. Tämä ei oikein toimi vakuumiin, jos sen nopeus/lepotila on sama havaitsijan liiketilasta riippumatta (valon nopeus on sama havaitsijan liiketilasta riippumatta). Ja jos vakuumilla olisikin nopeutta, silloinkin tulee ongelmia. Esim joku asteroidi jonka massa on miljoona tonnia niin sillä on joku pinta-ala. Toinen asteroidi painaisi miljardi tonnia mikä on 1000x. Pinta-alaero olisi vain 100x. Näin pienempi kiihtyisi 10x nopeammin.

Toki paikallinen gravitaatio peittäisi näin pienet Casimir-voimat eikä kiihtyvyyserot näkyisi käytännössä. Ehkä laboratoriossa ollaankin mitattu, onko C-voima sama joka suunnassa, jos on, silloin ilmeisesti vakuumi ei liiku havaitsijaan nähden...

mistral

Avaruuden laajenemisen geometrinen kuvaus ei ole itselleni mitenkään selvä. Oikotie kuvaukseen on vissiin se että muutetaan mittakaavaa. Jos kaavaa muutetaan suuntaan tai toiseen, kappaleiden suhteelliset etäisyydet toisiinsa nähden pysyvät samoina, myös kulmat pysyvät samoina. Tämä vissiin on tasalaatuisuuden vaatimus, mikä on hyvin ymmärrettävää kosmoksen alun kannalta. Jos jo alussa olisi poikettu tasalaatuisuudesta, olisi tietyt alueet romahtaneet kasaan "alkumetreillä" ja tietyt jääneet lähes tyhjiksi. Eli, tasalaatuisuuden vaatimus on tärkeä.

Joku on sanonut ettei alkuräjähdys ollut verrattavissa dynamiittipanokseen, en sitten tiedä pitääkö paikkansa. Jos tonni dynamiittia vietäisiin Lagrangen pisteeseen ja räjäytettäisiin, olisi mielenkiintoista mitata, onko avaruus vaikkapa 1000km säteellä tasalaatuinen eli onko jokainen kaasumolekyyli samalla suhteellisella etäisyydellä ja samassa kulmassa toisiinsa nähden kuin räjähdyksen alkuvaiheessa (tässä on oiottu mutkia suoraksi).

Jokatapauksessa, oli geometria millainen tahansa, fyysikot on laskeneet että materiaa joudutaan kiihdyttämään ja ehkä meihinkin kohdistuu tietty kiihdytys koko ajan vaikka sitä olisi mahdoton mitata. Tai sitten olemme universumin keskipisteessä eikä lähiseudulla ole mitään kiihtyvyyttä. Tai kolmantena, mitään laajenemiskiihtyvyyttä ei sitten alkuräjähdyksen ole ollutkaan, siis jos Perlmutter/Schmidt-tulkinta on väärä.

Olisi hienoa jos maailmalta tai Suomesta tulisi kosmologiakirja joka havainnollistaisi avaruuden laajenemisen problematiikkaa ja eri teorioita. Vai onko ne "ammattisalaisuuksia"?

mistral

Tosiaan tuokin teoria on ollut esillä, en vaan muistanut sitä. Vähän kummalta vaan tuntuu se että Hawkingin säteilyssä on selvästi positiivista energiaa ja nyt mennäänkin toiseen ääripäähän ja väitetään että vakuumissa olisi negatiivista energiaa. Näköjään kosmologiassa mennään tuntemattomien alueiden yli tehdään niistä ad hoc tulkintoja eli "tarkoitusta varten" tulkintoja. Ja tässäkin tulkinnassa on se ongelma että jos vakuumi puskee materiaa, puskee se sitä molemmilta puolilta jolloin nettovaikutus on nolla. Ainoastaan universumin reunalla nettovaikutus voi poiketa nollasta, siis jos esim 10 metrin päässä ei olekaan vakuumia vaan "täydellinen tyhjiö".

jussi_k_kojootti

Lainaus käyttäjältä: mistral - 05.09.2016, 22:16:05
Näköjään kosmologiassa mennään tuntemattomien alueiden yli tehdään niistä ad hoc tulkintoja eli "tarkoitusta varten" tulkintoja.

Koetan tässä kohtaa pysäyttää sut katseellani, edes hetkeksi:  :rolleyes:
jussi kantola / oulun arktos
CG-5 GOTO + KWIQ-guiding + SW80ED  // 10" dobson // canon eos 450d mod & 400d / ASI 120MM
http://astrobin.com/users/jussi_k_kojootti/
http://oulunarktos.fi/

mistral

Lainaus käyttäjältä: ketarax - 06.09.2016, 10:53:48
Koetan tässä kohtaa pysäyttää sut katseellani, edes hetkeksi:  :rolleyes:

Negatiivinen energia kyllä ilmenee gravitaatiokaivossa, ei se käsitteenä ole tuntematon. Mutta jos vakuumin energia on negatiivista, kuinka siitä saataisiin fotoneja? Hawkingin säteily on fotoneita joten eikö hän silloin ymmärrä vakuumia eri tavalla kuin ne kosmologit jotka sanoo että vakuumi on miinusmerkkinen? Siis eikö Hawking pidä vakuumia neutraalina josta kvanttiporeilun takia voitaisiin siepata plusmerkkistä energiaa?