Büyük patlama neden sadece büyük bir kara delik üretmedi?

Sık sık merak ettiğim sorular:

1) Eğer tüm madde ve enerji büyük patlamada tek bir noktada toplanmışsa, neden bu bir kara delik değildi ya da neden bir tane oluşturmadı?

2) Yukarıdaki 1 numaralı neden bir kara delik oluşturmamışsa, enflasyon ya da başka bir açıklama gibi çeşitli açıklamalardan biriyse, neden tüm kütle ve enerjinin bu büyük patlamadan sonra sınırlı bir zamanda büyük bir kara delik oluşturmadığı olmuş? Örneğin, (muhtemelen yanlış) enflasyonun evreni bir portakal büyüklüğü yaptığını duydum. Peki neden o zaman bir kara delik oluşturmadı? Veya evren, örneğin, ayın boyutuna genişlediğinde. Neden olmasın o zaman Sadece "turuncu" veya "ay" yerine istediğiniz makul boyutu ekleyin. Sorun şu ki, büyük patlamadan sonra neden tüm madde ve enerjiden bir karadelik oluşmadı?

Teşekkürler.

Sizin probleminiz esas olarak, varsayımları büyük ölçüde azami oranda ihlal edilen Schwarzchild kara delik mantığını uygulamaya çalışmaktan kaynaklanıyor.

Aşağıdakiler büyük patlamada doğruydu ve olağan kara delik oluşumu mantığını ihlal ediyordu.

Olay, uzayda her yerde gerçekleşti, aslında bir nokta değil. Özellikle, enerji her yere düzgün dağılmış. Net çekim potansiyeli sıfıra yakındı ve her şeyin çökebileceği bir nokta yoktu. Dahası, malzeme her yerde olduğu için, çöken bölge dışında geniş bir vakum alanı yoktu (düz bir aralıkta, daha az değil). Üstelik, işler hızla ilerliyordu, çok heyecanlı bir durumdaydı ve termal dengede değildiler (enflasyon vurulana kadar ve sonra da işler topluca çökmek için çok seyreltildi ve nedensel olarak ayrıldı).

Evreni zamanında tanımlayabildiğimize gelince , hiçbir fikrimiz yok. Genel görelilik orada farklı bir tekilliğe sahiptir ve daha sonra bunun ötesinde bir şey söyleyemez. Genel göreliliğin enflasyon öncesi dönemde doğru zaman aralığının doğru olmaması beklenir, çünkü büyük ölçüde kuantum mekaniği bu koşullarda önemli etkiler yaratır ve iki teorinin uyumsuz olduğu iyi bilinmektedir.$t=0$

Düzenle:

Bu soru birçok kez SE fiziğinde sorulmuştur.

/physics//q/20394/55483

/physics//q/3294/55483

/physics//q/26435/55483

Belki de cevaplar aydınlatıcı olacaktır.

Bir kara delik, bir olay ufkuyla ayrılan bir boşluk süresi bölgesidir; bu, iç kısımdaki sinyallerin ne kadar beklemesine bakılmaksızın dışarıya doğru yayılamayacağı anlamına gelir. Yerel olarak, olay ufku ile ilgili özel bir şey yoktur; Eğer bir kara deliğe düşerseniz, geçtiğinizi gösteren hiçbir şey yoktur ve size zaten mahkum olduğunuzu söyleyecek yerel bir deney yoktur (uzayda ve süre kısa). Buradaki en önemli kavramsal gözlem, bir 'kara delik' aracının yerel şartlar tarafından değil, daha geniş bir ölçekte uzay-zaman yapısı tarafından tanımlandığı anlamına gelir.

Bu, temelde belirli bir yoğunluk tarafından belirlenen kara deliklerin düşünülmesinin bir hata olduğu anlamına gelir. Bir Schwarzschild kara deliğinin basit bir durumunun yoğunluğuna bakarsanız, bu ayılar: kara delik ne kadar büyükse , o kadar az yoğundur (hacim için bazı uyarılar geçerlidir). Kara delikler için büyülü bir “yoğunluk noktası” yoktur; Bir şeyin kara delik oluşturup oluşturmadığı, uzay-zamanın küresel koşullarına göre belirlenir.

EDIT : @zibadawa timmy'nin tek biçimlilik ile ilgili noktası oldukça önemlidir. Uzaydaki tüm noktalar eşdeğer olduğundan, çevresinde gözlemciden bağımsız bir şekilde kuşatmak için mutlak bir olay ufkunun oluşabileceği özel bir nokta yoktur ve bu nedenle kara delik yoktur. Bu, Büyük Patlama çözümlerinde, büyük ölçekli yapı uzay-zamanının yıldız çöküşü senaryolarından çok farklı olduğu en önemli farktır.

1) Eğer tüm madde ve enerji büyük patlamada tek bir noktada toplanmışsa, neden bu bir kara delik değildi ya da neden bir tane oluşturmadı?

Maddenin ve enerjinin tek bir noktada toplanması gerekli değildi. Çalışılabilir bir benzetme olan sadece Big Bang kozmolojileri, kesinlikle hepsi kapalı olmayan bir evreni içerenlerdir. Ancak bu ayrı bir yanılgıdır.

Ama bildiğimiz kadarıyla, her noktada yerel yoğunluk yaptığımız sonlu geçmişte sonsuza sapmak. Hala neden vermedi sormak mantıklı Yani bu bir kara deliğin oluşumuna neden olur. Fakat bunun cevabı basittir: çünkü yerel yoğunluğun büyüklüğü önemli olmadığı için bunun için bir sebep yoktur.

Sorun şu ki, büyük patlamadan sonra neden tüm madde ve enerjiden bir karadelik oluşmadı?

Bunu önlemek için özel bir mekanizmaya ihtiyacımız yok, çünkü ilk etapta kara delik haline gelmesi için genel bir neden yok.

Burada 'genel' ile niteliyim çünkü kapalı bir evren kozmolojisinin halihazırda bir karadeliğin iç kısmı gibi olduğu ve bir bütün olarak evrenin daha sıradan bir yıldız çöküşünü taklit eden bir Büyük Çatışma olarak yeniden birleşebileceği duygusu var. bir kara deliğe. Büyük Çatırtı, kozmolojik genişlemenin hızlanmaya başladığının keşfi tarafından ampirik olarak dışlanmıştır.

Bu nedenle, yine, bir karadeliğin oluşup oluşmadığı (gibi bir şey), yerel yoğunluğun ne kadar büyük ya da küçük olacağı değil, uzay-zamanın büyük ölçekli yapısına bağlıdır.

Bilim adamlarının söylediği şey, kütlenin ilk kez saf enerji olmadığı ve enflasyonun çok yüksek hızlarda (ışık hızının 50 katından daha fazla) gerçekleştiği, yani parçacıklar ve kütlenin ortaya çıkmasına rağmen (milyarda 1'den az). enerji aşağıdaki kütleye, maddeye ve anti maddeye dönüştürüldü: E = mc ^ 2) çok yüksek bir genleşme hızı vardı, öyle ki Hidrojen ve Helyum oranlarında (% 75 H,% 25 He ve çok az miktarda Li oluşuyordu) ) ancak ağır elementlerin hiçbiri bilim adamlarının, yoğunluğun hızlı ve düzenli bir şekilde azaldığını (genişleme hızlarından dolayı dakika cinsinden) söylemez, diğer taraftan bir Karadeliğin oluşturulması için çok yüksek kütle yoğunlukları gerektirdiğini söyler.

Böylece, başlangıç ​​koşullarının büyük bir yıldız / süpernovadan çok farklı olduğu ve farklı sonuçlara yol açtığı ortaya çıktı.

Örneğin, bir yıldızın çöküşünün yarattığı bir kara delik, bir tarafta bir boşluğa sahiptir ve zaman ilerledikçe diğer tarafta bir yönde (merkeze doğru) hareket eden madde vardır.

Büyük Patlama neredeyse tam tersini temsil eder - tüm maddeler eşit miktarda yoğun madde ile çevriliydi ve tüm maddeler birbirinden uzağa taşınıyordu. Böyle tek tip bir evrende tekil bir çöküşe neden olacak hiçbir şey yoktur.

Çok daha sonra, yoğunluk ve genişleme oranı düşükken, bir kara delik oluşturacak kadar kütle toplama rasgele hareket olasılığı vardır ... ancak, bu durumda muhtemelen şu ana kadarki milyarlarca kara delikten bahsediyorsunuzdur. sayısız çok büyük kara delikler.

Büyük bir kara delik üretmediğini kim söyledi?

Büyük bir kara deliğin içinde çok iyi yaşayabiliriz. Evrenimizin varsayımsal kütlesini Schwarzschild yarıçapı denklemine uygularsanız, ortaya çıkan yarıçap, görünür Evrenin gözlemlenebilir yarıçapına çok büyük olmayacaktır (büyüklük sırasına göre). Aslında, "Büyük Patlama" olarak adlandırdığımız şey, basitçe başka bir Evrendeki önceki yıldızdan "karadelik-evrenimizin" oluşumu olabilir (bu nedenle "Multiverse" teorisi). Bu, en azından neden Evrenimizin sonlu olduğunu açıklar , ancak ışık ya da madde görünüşte ondan kaçamaz.

Bu ilk önce en az 45 yıl önce ( burada ) önerildi, neden daha popüler olmadığını bilmiyorum, çünkü çok etkileyici. (Fakir bir ülkede yaşıyorsanız - bence bilimin evrensel olması gerektiği ve sadece zenginler için değil - tıpkı burada olduğu gibi bilim merkezini kullanmanızı öneririm .)

Bu sorunun cevapları fikri daha ayrıntılı olarak açıklar.