Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Физика
Размещена 12.07.2021. Последняя правка: 22.07.2021.
Просмотров - 152

Рассуждения о сингулярности в черных дырах (гипотеза)

Нечаев Алексей Вячеславович

-

пенсионер

-

Аннотация:
В статье рассматриваются причины появления гравитационной сингулярности в черных дырах и особенности её проявления.


Abstract:
The article discusses the causes of the appearance of a gravitational singularity in black holes and the features of its manifestation.


Ключевые слова:
сингулярность; взаимодействие; вращение; притяжение; отталкивание; приливные ускорения; приливная волна; сильное взаимодействие; слабое взаимодействие

Keywords:
singularity; interaction; rotation; attraction; repulsion; tidal acceleration; tidal wave; strong interaction; weak interaction


УДК 53.02

Введение.

"Гравитационная сингулярность — точка (или подмножество) в пространстве — времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в нее геодезическую линию" [2].

Актуальность.

"В областях сингулярности становится неприменимым базовое приближение большинства физических теорий, в которых пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края. Часто в гравитационной сингулярности величины, описывающие гравитационное поле, становятся бесконечными или неопределёнными. К таким величинам относятся, например, скалярная кривизна или плотность энергии в сопутствующей системе отсчёта"[2].

Цели, задачи, материалы и методы.

Целью данной статьи является определение основных признаков сингулярности. Задачей является выработка понимания механизма влияния сингулярности на космические объекты.

Научная новизна.

В данной статье сингулярность рассматривается применительно к теории «Всемирного тяготения» И. Ньютона, с учетом предлагаемого автором закона «Взаимодействие вращающихся тел» [3]. Рассмотрение происходит на примере черных дыр галактик, как объектах наиболее изученных (рис.1).

переход

Рис. 1. Схема перехода сильного гравитационного взаимодействия в маятниковые солебания.

Характерной особенностью черных дыр галактик является наличие перемычки, к которой подходят два рукава (1) и (2), питающие черную дыру материей. Каждая из половин перемычки формирует свой поток материи и эти потоки (3), (4) укладываются на горизонт событий прошлого черной дыры. Вследствие биений оси черной дыры укладка слоев происходит бифилярно в два потока, при этом вихри предыдущего потока направлены навстречу последующего, создавая сильное гравитационное взаимодействие. Сильное гравитационное взаимодействие сопровождается взаимным раскручиванием с уменьшением расстояния между слоями. Это является причиной уплотнения материи черной дыры. Между вихрями внутри слоев существует слабое гравитационное взаимодействие, которое отталкивает более скоростную материю от менее скоростной, которая следует за ней. Тем самым слои материи утончаются и уплотняются. Размеры вихрей при этом уменьшаются до размеров бесконечно малой частицы (5), когда вращение частицы представляет только собственное осевое вращение.

Скорость такого вращения ограничивается тем , что центр тяжести (mg) частицы смещается ниже ее метацентра (mc) из-за увеличивающейся силы притяжения к увеличивающейся массе черной дыры. Сила притяжения при этом носит приливной характер и определяется высшими гармониками гравитационных волн от ближайшей к ней материи, плотность которой постоянно увеличивается. С определенного момента круговое вращение частиц становится невозможным и их движение превращается в маятниковое (6). Образуется зона сингулярности (7), определяемая границей (8), где существуют только маятниковые колебания. Колебания при этом затухают с увеличивающейся частотой.

маятник

Рис.2 Схема колебаний пружинного маятника, взятая из источника [1, с. 81].

Частота затухающих колебаний (ω) может быть определена по формуле для пружинного маятника, приводимой в [1, с. 81].

ω ={F (r+l))/rlm}1/2 (1)

F- сила притяжения;

r – радиус окружности вращения;

l — длина пружины;

m — масса маятника;

В качестве радиуса окружности вращения выступает расстояние до центра черной дыры. В качестве длины пружины маятника выступает расстояние от метацентра до центра тяжести.

Из анализа формулы (1) видно, что с ростом силы притяжения и уменьшении радиуса вращения происходит увеличение частоты колебаний маятника. Смещение спектра колебаний гравитационных волн происходит в сторону высокочастотных колебаний - рентгеновского и гамма-излучений. Возможно, что существуют (или существовали в ранней Вселенной) и более высокочастотные излучения, нам неизвестные. 

Энергия таких колебаний очень велика, но гравитационные волны распространяются на малые расстояния и сильно поглощаются окружающей материей.
Формула по которой вычисляются приливные ускорения (w) остается прежней, такой же как и при вращении:
        2G1*M1* R11* sin (ω1* t+ φ1)
w2= ----------------------------------------        (2)
                        R 3
G1-гравитационная постоянная при первой производной;
ω1-частота колебаний;
φ1-начальная фаза колебаний; 
M1-масса частицы;
R1радиус частицы;
R-расстояние между центрами частиц;
t-время;
Гравитационное излучение бесконечно малых частиц зоны сингулярности является излучением когерентным, поэтому большая масса зоны сингулярности формирует и гравитационные волны в диапазоне крайне низкой частоты (обратно пропорциональные массе), которые распространяются на большие расстояния и выступают как приводные маяки во взаимодействии с другими зонами сингулярности. Притяжение начинаетс с крайне низких частот (лаборатория LIGO фиксирует именно это излучение) и продолжается с увеличивающейся частотой гравитационных волн, оканчиваясь взаимодействием на частоте гамма-излучений. 

Косвенным доказательством этого обстоятельства является то, что черные дыры сливаются при столкновении в одно целое с очень большими скоростями, соизмеримыми со скоростью света и без брызг, так-как столкновение носит неупругий характер. Области сингулярности начинают взаимодействовать ядерными силами только при непосредственном контакте, зато их стягивание происходит мгновенно, чем-то напоминая слияние капель ртути.
При Большом взрыве черной дыры Нашей вселенной, который произошел из-за ограниченности количества поступающей от перемычек материи, маятниковые колебания переходят во вращение с образованием тороидальных структур, представляющих ныне фотоны реликтового микроволнового излучения. Реликтовое излучение Нашей вселенной распространяется не в пустоте, а в микроволновом излучении космоса, которое в настоящий момент и настоящем пространстве менее плотное.
 Ученые из университета г. Пердью раскрутили лазерным лучом частичку вещества до 500 тыс. оборотов и раскрутили именно гравитационными волнами электромагнитного излучения. Гамма-излучение черных дыр, которое когерентно и излучается большими массами, обладает еще более существенными возможностями и не дай бог Земле попасть под этот луч. 

Результаты, выводы.

Основным признаком сингулярности материи в черных дырах является отсутствие кругового вращения и переход к маятниковым колебаниям, представляющим частный  вид вращения. Степень сингулярности определяется диапазоном гравитационных волн на котором происходит взаимодействие материи в зонах сингулярности. Диапазон этих волн охватывает в основном наиболее высокочастотную часть спектра: рентгеновское, гамма-излучение и возможное существование и выделение в отдельный вид неизвестных до сих пор излучений, которые присутствуют только в зонах сингулярности.

Библиографический список:

1. Ландау Л.Д., Лифшиц М.Л. Теоретическая физика: учебное пособие, Том 1 Механика, изд четвертое, исправленное. «Наука»,Москва, 1988 — 216 с.
2. Электронный ресурс, Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационная_сингулярность, Дата обращения 7.07.2021 г.;
3. Нечаев А.В. Взаимодействие вращающихся тел, SCI-ARTICLE.RU № 53(июль) 2020 г. [Электронный ресурс ], Режим доступа URL:http://sci-article.ru/stat.php?i=1601963571, (Дата обращения 17.06.2021);




Рецензии:

18.07.2021, 4:27 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Взгляд автора на проблему выдуманной другими сингулярности имеет право на публикацию. Сам рецензент считает, что "втягивание", притяжение любой субстанции в области пониженной плотности, описываемой, например, отрицательной дивиргенцией, представляет собой универсальный механизм, который можно называть как угодно, хоть гравитацией, хоть квантовым взаимодействием. Аттрактор - вот всё, что нужно иметь в виду, когда хочешь создать любую модель, не нарушая принципа Оккамы.

22.07.2021 9:09 Ответ на рецензию автора Нечаев Алексей Вячеславович:
Уважаемый Эдуард Григорьевич! Спасибо за рецензию. С уважением!

20.07.2021, 16:17 Смирнов Владимир Михайлович
Рецензия: Понятно, что по известным причинам из-под горизонта событий "чёрной дыры" у современной науки нет не только экспериментальных сведений, но и наблюдательных. Только имеются теоретические предположения на основе решений Шварцшильда и Керри уравнений ОТО, а для центральной части этого объекта, т.е. области гравитационной сингулярности, нет даже и этого. Поэтому приходится только рассуждать, что неизбежно подразумевает субъективизм, как автора, так и рецензента. По современным представлениям, при попадании вещества в "чёрную дыру" и приближения его к центру, оно начинает разрушаться приливными силами. Разрываются связи между молекулами, электроны отрываются от ядер атома, в атомном ядре нуклоны разделяются на протоны и нейтроны, последние разрываются на кварки. То есть всё вещество расщепляется до известных неделимых частиц. Что с ним происходит дальше предположить крайне сложно. Вероятно какие-то процессы разрушения в том или ином виде продолжаются, но это уже сингулярность, где известные нам представления о пространстве, времени и веществе (продолжает ли оно существовать в виде частиц или переходит в иную, пока неизвестную форму) перестают действовать. Автор же похоже игнорирует это обстоятельство и продолжает этими представлениями пользоваться. Он находит центры масс частиц (каких?), этим неведомым частицам назначает маятниковые колебания (с чего бы это?), определяет частоту колебаний привычной для нормального состояния формулой и все взаимодействия объясняет гравитационными волнами, хотя известна их ничтожность по сравнению с другими силами. Также он ссылается на надуманный "Закон вращающихся тел", который в гравитационных взаимодействиях никакой существенной роли не играет. Исхоля из изложенного, а также учитывая выраженную тенденцию всеобъемляющего разрушения вещества при приближении к гравитационной сингулярности, рассуждения и выводы автора о её природе, приведённые в статье, на мой взгляд совершенно не соответствуют явлениям, которые в действительности могут там быть. Уверен, что такое особое состояние как сингулярность нельзя рассматривать в привычных категориях, как это делает автор. Подчеркну, что это моё сугубо субъективное мнение, которое я не смогу доказательно подтвердить. Также, как и автор, не сможет ничем подтвердить свою возможную правоту. Считаю, что научная ценность подобных фантазийных рассуждений, ничем серъёэно не подкреплённых и не имеющих даже гипотетических перспектив аргументированного подтверждения или возражения, вряд ли вызовет интерес у научной общественности, поэтому публикацию данной статьи не рекомендую. Повторюсь, объективного (доказательного) мнения об этом спорном рассуждении составить невозможно. Допускаю, что другой рецензент в этом вопросе может поддержать версию автора и у него будет другое мнение по поводу целесообразности публикации данной статьи.
22.07.2021 9:09 Ответ на рецензию автора Нечаев Алексей Вячеславович:
Уважаемый Владимир Михайлович! Автор не видит никаких оснований отказываться от законов физики в зоне сингулярности, поэтому и бесконечно малая частица имеет и массу и размеры. Силу гравитационных волн автор объяснил в предыдущей статье, которая подтверждается апробированными временем формулами, которые составлены другими авторами. Ученые из университета г. Пердью раскрутили лазерным лучом частичку вещества до 500 тыс. оборотов и раскрутили именно гравитационными волнами электромагнитного излучения. Гамма-излучение черных дыр, которое когерентно и излучается большими массами, обладает еще более существенными возможностями и не дай бог Земле попасть под этот луч. С уважением!

22.07.2021, 20:49 Смирнов Владимир Михайлович
Рецензия: Уважаемый Алексей Вячеславович! Если Вам самим не кажется абсурдным сочетание "...раскрутили именно гравитационными волнами электромагнитного излучения", то почитайте пожалуйста, что представляют собой гравитационные волны и какие необходимо выполнить условия, чтобы их сгенерировать, а также чем они принципиально отличаются от других волн (излучений). Естественно существуют и формулы, позволяющие оценивать их силу. И именно эти формулы показывают их ничтожность по сравнению с другими силами (гравитационного притяжения, электрическими и пр.). По поводу зоны сингулярности. Если бы не было серьёзных оснований полагать, что в этой зоне перестают действовать привычные представления о веществе, пространстве и времени, то это понятие и не вводилось бы. Вероятно в сингулярности продолжают действовать известные физические законы, по крайне мере я на это надеюсь. Но проблема в том. что совершенно неизвестны объекты, которые могут там находиться и к которым будут приложены эти законы. Например, есть ли там дискретные частицы вещества или оно находится в иной форме. как там течёт время (а от него зависит частота) и пр. То есть речь идёт не об отказе от законов, а о возможности их корректного применения в совершенно неизвестных условиях. К сожалению Ваш ответ подтвердил непонимание природы сингулярности. Своё мнение о нецелесообразности опубликования Вашей статьи не изменил. С уважением.



Комментарии пользователей:

20.07.2021, 19:05 Ситнев Николай Владимирович
Отзыв: Комментарий к рецензии Э.Г. Мирмовича. Если рецензент считает проблему сингулярности выдуманной, то может быть ему не стоило браться за рецензирование статьи, в которой речь идёт только о сингулярности? Я же считаю её не выдуманной и актуальной. Чтобы объективнее оценить эту работу, хотелось бы от автора получить разъяснение, какая именно частица или частицы (электрон, фотон и пр.) участвуют в маятниковых колебаниях?


21.07.2021, 8:17 Сидякина Наталья Васильевна
Отзыв: Тема сингулярности одна из интригующих в современной астрофизике. Со многим в рецензии В.М. Смирнова согласна, особенно с тем, что рассматривать её в рамках существующих представлений совершенно неправильно. Поэтому считаю ошибочными рассуждения и выводы автора, так как скорее всего в сингулярности нет никаких отдельных частиц вещества. На мой взгляд раскрыть её природу получится только основываясь на теории струн. И ещё добавлю, что очень жаль, что другая рецензия на эту интересную тему, рецензия Э.Г. Мирмовича , оказалась такой пустой. Даже назвать её рецензией трудно, пара общих фраз, не касающихся конкретного содержания рецензируемой статьи, без анализа и выводов. В целом же мне кажется, что статья не заслуживает публикации из-за ошибочности трактовки явлений, происходящих в сингулярности.


Оставить комментарий


 
 

Вверх