Дырочная физика, телепортация и левитация, 1(2) 2002

Стандартные черные дыры не могут существовать в дырочном вакууме

Лешан К.З   hol@nm.ru

     Масса звезды после гравитационного коллапса оказывается меньше, чем до сжатия, что должно привести к взрыву с удалением  избытков материи со звезды. Сверхмассивные объекты  могут существовать в виде дыр в пространстве-времени, не содержащие в себе материю. В ограниченном объеме  с  радиусом R  нельзя создать более массивный объект,  чем  дыра с тем же радиусом R.  Дыра  в пространстве-времени не может самопроизвольно изменять площадь своей поверхности.

       Широко распространено мнение,  основанное на уравнениях теории относительности, что при гравитационном сжатии массивной звезды должна образоваться черная дыра.  В том что математические уравнения теории относительности допускают существование объектов с сильными гравитационными полями нет ничего удивительного, что доказывается астрономическими наблюдениями. Однако должен  ли такой гравитирующий объект содержать в себе непременно материю с фантастической плотностью?  В научной литературе масса считается почему-то каким-то абстрактным понятием, с которым можно проводить любые возможные операции,  например бесконечно сжимать, без каких-либо последствий.  Между тем эксперименты показывают обратное, масса изменяется уже при сжатии материи до плотности атомного ядра.  Сохранится ли масса звезды, если ее сжать до радиуса Шварцшильда? В физике черных дыр считалось, что сохраняется, но это только потому, что механизм образования массы (покоя) был неизвестен.   В дырочной теории, в отличие от стандартной, понятие массы раскрывается более детально, что позволяет предсказать эволюцию массивных звезд на последней стадии развития.
          Прежде всего здесь нужно привести определение массы из [1]: «Масса это параметр определяющий способность частицы испускать дырки, чем больше испускается дырок за единицу времени, тем больше масса частицы». Частица взаимодействует с дырочным вакуумом и испускает «свои» дырки.  Таким образом, для того чтобы частица обладала массой, она должна взаимодействовать с окружающим вакуумом. Для любого количества вещества, существует некоторая предельная поверхность контакта S с дырочным вакуумом, при котором его масса неизменна, т.е. составляющие материю частицы еще способны взаимодействовать с окружающим пространством и испускать дырки. В каком-то смысле это можно считать подтверждением философской концепции многих авторов, и в в частности Эйнштейна, о том что пространство неотделимо от материи. При бесконечном же сжатии, вещество именно изолируется от пространства и от вакуумных дырок, с которыми материя должна взаимодействовать для того чтобы обладать массой покоя.  Известно, что уже при сжатии материи до плотности атомного ядра масса вещества уменьшается, данное явление известно как дефект массы ядра. Данное явление объясняется тем, что площадь взаимодействия S2 нуклонов ядра с вакуумом ниже, чем  площадь взаимодействия этих же нуклонов в свободном состоянии S1: S2= S1 – Se;  где Se – площадь взаимного экранирования нуклонов ядра. S1 – площадь взаимодействия свободных нуклонов с пространством. Очевидно площадь экранировки нуклонов Se пропорциональна дефекту массы ядра.
 При гравитационном коллапсе вещество звезды сжимается до радиуса Шварцшильда, который намного меньше, чем радиус атомного ядра образованного этим же веществом.  Это означает что площадь контакта материи звезды с окружающим пространством катастрофически уменьшается, что однозначно  должно привести к уменьшению массы покоя сжатого вещества. Звезда после коллапса должна иметь массу покоя меньше чем до коллапса, что очевидно и без применения законов дырочной физики.  Если при сжатии вещества до плотности атомного ядра масса покоя уменьшается, почему считается что при сжатии вещества до радиуса Шварцшильда масса звезды останется постоянной? Но в формулах Шварцшильда и других считается, что масса при сжатии не изменяется,  и никаких поправок на явления подобные дефекту массы нет.
       Что случится, если непрерывно сжимать звезду?  Если на конечной стадии эволюции звезды ее масса окажется больше предельной,  квантомеханическое внутреннее давление  вещества звезды уже не в состоянии противостоять гравитационному давлению. Начинается катастрофическое сжатие звезды (гравитационный коллапс). Современная физика может правильно описывать процесс сжатия звезды только до плотности атомного ядра, дальнейшее сжатие должно привести к одному из следующих сценариев: 1. Нарушается закон сохранения энергии, так как масса звезды после сжатия оказалась меньше, чем до сжатия.
2. Масса сжимаемого вещества сохраняется, а сжатое до радиуса Шварцшильда вещество нужно считать новым сверхплотным состоянием материи, которое есть только в черных дырах.     3. Закон сохранения энергии не нарушается, но тогда разница между массой звезды до сжатия и после сжатия освобождается в виде взрыва, и избыток материи покидает звезду.       4. Избыток материи не удаляется со звезды, при этом звезда будет непрерывно телепортироваться.
 Первый вариант развития событий отбрасывается сразу как неприемлемый с точки зрения современной физики.   Второй вариант считался до сих пор верным, так как масса считалась абстрактным понятием, не зависящим от окружающего пространства-времени.  Однако в свете представлений Эйнштейна, о том что материя и пространство-время неразрывны, этот вариант следует считать ошибочным, что доказывается примером сжатия свободных нуклонов до плотности атомного ядра. Аналогично, дальнейшее сжатие также должно привести к еще более масштабному уменьшению массы покоя звезды. В современной экспериментальной физике нет примеров объектов,  где вещество находилось бы в более плотном состоянии, чем в атомном ядре. (имеются ввиду объекты плотнее ядра, состоящие из группы частиц). Такие объекты не получены  на суперколлайдерах, и не обнаружены в космических лучах, что говорит о том что они скорее всего не существуют.  Такое состояние материи требуется только для черных дыр, но можно показать, что объекты подобные черным дырам могут существовать и без подобного гипотетического и недоказанного состояния материи.
       Наиболее реальным остается третий вариант развития событий – разница между массой звезды до и после гравитационного коллапса освобождается в виде взрыва, который удаляет избытки материи со звезды. При этом внутренние слои звезды, где и произошло сжатие, сбрасывают внешнюю оболочку звезды. Возможно, подобный взрыв можно будет идентифицировать со вспышками сверхновых звезд.  В результате коллапса образуется объект с плотностью материи не выше плотности атомного ядра, это нейтронная звезда.  Однако  подобное развитие событий при коллапсе может иметь место только в том случае, если избыток материи может покинуть звезду. Рассмотрим вопрос,  может ли избыток материи (по крайней мере электромагнитное излучение и нейтрино) покинуть звезду? Теоретически, звезда превращается в черную дыру только тогда, когда ее радиус равен радиусу Шварцшильда.  Однако условия для взрыва созревают при сжатии звезды гораздо раньше, до момента когда радиус звезды приблизится к радиусу Шварцшильда.  Фактически сразу, как только материя будет сжата до плотности атомного ядра, выделяется энергия равная дефекту массы образованного «ядра».  Дальнейшее сжатие данного «ядра» опять приводит к выделению энергии, равную разнице между массой ядра с радиусом R1 до сжатия и массой ядра с радиусом R2 после сжатия. Как видите, условия для взрыва созревают гораздо раньше, чем звезда превращается в классическую черную дыру, следовательно избыток материи может покинуть звезду, после чего коллапс звезды останавливается из-за недостатка материи. Если опять добавить материю к данной звезде, то повторяется описанный выше сценарий. Силы гравитационного сжатия опять превысят силы внутреннего давления вещества, начнется коллапс, вследствие чего  выделяется огромная энергия в виде взрыва, и избытки материи покидают звезду.    Рассмотрим другой вопрос – может ли существовать материя внутри черной дыры? Это зависит от того, образуют ли испускаемые черной дырой дырки замкнутую дырочную поверхность вокруг нее. Если поток испускаемых дырок нигде не образует вокруг черной дыры замкнутую дырочную поверхность, тогда материя может существовать внутри черной дыры, в противном случае при замыкании дырочной поверхности материя немедленно телепортируется. Однако в другой точке Вселенной, где могла бы материализоваться черная дыра после телепортации, ее материя опять создала бы замкнутую дырочную поверхность, что привело бы опять к телепортации. Фактически, подобный объект должен был бы непрерывно телепортироваться, например между двумя точками пространства. Фактически подобный объект появлялся бы и исчезал с очень большой частотой. Здесь нельзя утверждать, что материя подобной черной дыры находиться за пределами Вселенной. Ведь после акта телепортации звезда появляется вне замкнутой дырочной поверхности, которая создается только в следующие моменты времени, что опять приведет к акту телепортации. Можно сказать, что законы телепортации не препятствуют образованию  сверхмассивных астрофизических объектов. Следует только уточнить, может ли материя звезды испускать дырки, если вокруг звезды образуется замкнутая дырочная поверхность.  Очевидно на этой стадии все процессы замедляются, вследствии явления замедления времени дырочным гравитационным полем.

Как может выглядеть черная дыра?

 Ниже было показано, что стандартные черные дыры содержащие в себе материю с плотностью, выше чем в атомном ядре, не могут существовать. Тем не менее, астрономические наблюдения свидетельствуют о существовании очень массивных невидимых объектов, например в центрах галактик, которых можно отождествить с черными дырами. Что же тогда может представлять собой подобный сверхмассивный объект?  Законы дырочной гравитации не позволяют веществу находящемуся в ограниченном объеме иметь массу, выше некоторого предельного значения, при котором материя еще может взаимодействовать с вакуумными дырками.  Очевидно, этот предел   находиться между плотность атомного ядра и «массой» вакуумной дыры того же радиуса. И вообще, в ограниченном объеме пространства с радиусом R нельзя создать гравитирующий объект, имеющий большую массу, чем дыра в пространстве-времени с тем же радиусом R. Черная дыра может представлять собой просто дыру в в пространстве-времени, это наилучший излучатель дырок, поскольку исключается сложный механизм взаимодействия дырок с    материей.  В дырочной теории гравитации [1], любой материальный массивный объект можно заменить эквивалентной дыркой (точнее, некоторым распределением дырок в пространстве). В обоих случаях создаются тождественные гравитационные поля. Если в пространстве ежесекундно захлопывается дырка с радиусом r, то создается гравитационное поле,  эквивалентное массе m =  r3/3G  [1].
        Здесь радиус R дыры имеет большую величину, потому что это воображаемая дыра, сумма всех дырок испущенных источником гравитационного поля за одну секунду. Реальные же дыры, испускающие дырки каждые 10-24 сек. имеют огромные массы при весьма скромных размерах. Расчеты осложняются тем, что масса дыры зависит не столько от ее объема, сколько от площади соприкосновения с окружающим пространством. В плане излучения дырок активным можно считать только приграничный слой дыры. Наименьшей массой будет обладать строго сферическая и компактная дыра в пространстве-времени. Любое отклонение от строго сферической формы увеличит массу покоя дыры. Отсюда можно сделать вывод, что дыра не может самопроизвольно изменять свою площадь (форму), что запрещено законами сохранения. Это можно считать одним из законов физики черных дыр. Если же внешние условия таковы, что форма черной дыры должна измениться, то изменения должны быть такими, чтобы суммарная масса взаимодействующих объектов не изменилась. В данной статье при расчетах будем считать, что дыры в пространстве-времени имеют строго сферическую форму и компактны. При слиянии двух черных дыр, объем суммарной черной дыры определяется не простым суммированием объемов предшествующих дыр. Арифметически суммируются только площади черных дыр.
         Рассмотрим вопрос – к какой форме должна стремиться черная дыра, например при слиянии двух черных дыр. Существуют два возможных варианта – правильная сфера с объемом V и площадью S и неправильная сфера с такой же площадью S.  Здесь возможно должны  действовать законы, аналогичные для материальных тел - на дыру неправильной формы будут действовать гравитационные силы, стремящиеся придать дыре сферическую форму. Поэтому практически все астрофизически достаточно крупные объекты имеют сферическую форму.
      Куда может упасть тело, свободно падающее в вакуумную дыру? Материя в таком случае  телепортируется в другие точки Вселенной, других вариантов развития событий пока нет.

Заключение

         Гравитационный коллапс звезды должен закончиться либо  образованием нейтронной звезды с выбрасыванием излишков материи, либо дыры в пространстве-времени, не содержащей в себе материю. Теоретически могут существовать массивные материальные объекты материя внутри которых находиться в состоянии постоянной телепортации. О черных дырах в пространстве-времени можно сказать:
1. Масса объекта определяется количеством испускаемых дырок за единицу времени.
2. Площадь (форма) черной дыры не может самопроизвольно изменяться.
2. В заданном объеме пространства с радиусом R не может существовать более массивное тело, чем дыра в пространстве-времени с тем же радиусом.

Список литературы

1. Лешан К.З. –Дырочная теория гравитации. Дырочная физика, телепортация и левитация., nr1, Август 2001

На главную страницу

Hosted by uCoz