2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 09:14 


15/05/16
46
Может ли существовать сфера границы которой образованы чёрными дырами горизонты событий соприкасаются и которая сама больше своего гравитационного радиуса. Упрощённый расчёт показывает что нет. Если мы строим границу сферы из сферических не вращающихся чёрных дыр таким образом что ЧД радиуса R, образует сегмент стенки соответственной площадью, то масса всей конструкции при заданном радиусе всегда будет приводить к коллапсу. Но это конечно примитив, может быть существует такое распределение материи, при котором область пространства со всех сторон окружена горизонтами событий?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 13:51 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Для начала стоит прикинуть, что будет происходить с небольшим куском такой стенки. А то, возможно, вся конструкция развалится раньше, чем сферически симметрично сколлапсирует.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 14:02 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266759 писал(а):
Для начала стоит прикинуть, что будет происходить с небольшим куском такой стенки. А то, возможно, вся конструкция развалится раньше, чем сферически симметрично сколлапсирует.

Ну полагаю чёрные дыры будут падать друг в друга то есть сливаться, и стенка очень быстро скомпенсирует в одну большую чёрную дыру. Что то вроде плёнки с маслом и поверхностным натяжением за тем противоречием, что площадь поверхности горизонта событий и поперечных срезов при слиянии будет расти а не уменьшаться. Вообще именно из подобного изначально возник вопрос. Предполагалось, что даже если сама сфера не будет склонна к коллапсу в чёрную дыру из соотношения радиус масса тенденция стенки заставит сферу коллапсировать вместе со всем внутри какой бы тонкой она не была. Потом я сделал простые прикидки и понял, что сферу с такими параметрами похоже вообще невозможно создать. Ну может только если внутрь поместить отрицательную массу)))

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 14:21 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Alexander4702 в сообщении #1266769 писал(а):
Ну полагаю чёрные дыры будут падать друг в друга то есть сливаться, и стенка очень быстро скомпенсирует в одну большую чёрную дыру.
А почему обязательно одну? Если взять малый участок стенки, можно вместо него рассмотреть бесконечную плоскость, заполненную черными дырами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 15:20 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266783 писал(а):
Alexander4702 в сообщении #1266769 писал(а):
Ну полагаю чёрные дыры будут падать друг в друга то есть сливаться, и стенка очень быстро скомпенсирует в одну большую чёрную дыру.
А почему обязательно одну? Если взять малый участок стенки, можно вместо него рассмотреть бесконечную плоскость, заполненную черными дырами.

Да Я примерно так и рассуждал берём стенку делим её на как можно более маленькие участки и в каждую пихаем как можно более маленькую чёрную дыру, а саму сферу сделаем огромной но всё равно получается, что такая сфера гравитационно неустойчива.Предположим мы берём планковские чёрные дыры и строим из них сферу радиусом один Км. Тогда для построения стенки нам потребуется 4 на десять в семьдесят шестой степени планковских дыр, весить они соответственно будут 4 на десять в шестьдесят восьмой степени кг. Такая масса сколлапсирует, даже если будет занимать сферу радиусом приблизительно 10^41 м. Тоже самое будет для низкоплотных чёрных дыр и вселенских радиусов. Потом до меня дошло, что это напрямую следует из радиуса горизонта событий. Он прямо пропорционален массе чёрной дыры. Из-за этого чёрные дыры контринтуитивны их нет смысла делить на более мелкие, чтоб перекрыть большую площадь. Так что изначальная задумка провалилась.
P.S.
Но вот идея с отрицательной массой может сработать. Можно внутрь сферы засунуть столько же массы сколько весит стенка и тогда такая сфера будет коллапсировать лишь за счёт эффектов стенок. Это как раз то что нужно. Получается в среднем объект нулевой массы (масса стенки + масса содержимого равна нулю) окружённый горизонтом событий как бы вырезанный из основного пространства всё равно будет коллапсировать. Вот параметры этого коллапса мне и хотелось бы рассчитать и посмотреть может они сводятся к какой то простой формуле. Вот только моих познаний для подсчёта вряд ли хватит

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 15:27 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Alexander4702 в сообщении #1266814 писал(а):
Так что изначальная задумка провалилась.
Угу. А если сразу вспомнить выражение для джинсовской длины, то сразу же будет очевидно, что у задумки нет шансов.
Alexander4702 в сообщении #1266814 писал(а):
Но вот идея с отрицательной массой может сработать.
Но только она как минимум вылезает за рамки рассматриваемой модели.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:06 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266821 писал(а):
Alexander4702 в сообщении #1266814 писал(а):
Так что изначальная задумка провалилась.
Угу. А если сразу вспомнить выражение для джинсовской длины, то сразу же будет очевидно, что у задумки нет шансов.
Alexander4702 в сообщении #1266814 писал(а):
Но вот идея с отрицательной массой может сработать.
Но только она как минимум вылезает за рамки рассматриваемой модели.

Загуглил что это такое. Как я понимаю намёк на гравитационную неустойчивость. Что в сфере возникнут флуктуации плотности и она даже будучи бы стабильной в общем разорвётся в лохмотья? Ну Я думаю ей это не грозит. По условиям задачи Чёрные дыры лежат соприкасаясь горизонтами, то есть флуктуации флуктуациями , но разрывов в ней возникнут не может - она конечно может искривится невообразимым образом в итоге но останется замкнутой поверхностью, что и нужно. Ну мне так кажется, противоположное означало бы, что в каком то месте одна ЧД оторвётся от другой.
Вообще да выходит за рамки модели немного, но у меня нет иных идей. Тут нужно прояснить откуда взялась вся эта свистопляска со сферами и стенками из чёрных дыр. Мне хочется посмотреть верно ли чисто интуитивное представление, что любой ограниченный от остальной вселенной участок пространства даже вне работы каких либо сил обречён сколлапсировать. Горизонты просто единственный способ собственно выполнить эту операцию ограничения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:11 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
Загуглил что это такое. Как я понимаю намёк на гравитационную неустойчивость. Что в сфере возникнут флуктуации плотности и она даже будучи бы стабильной в общем разорвётся в лохмотья?
Даже не намек. :-)
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
По условиям задачи Чёрные дыры лежат соприкасаясь горизонтами, то есть флуктуации флуктуациями , но разрывов в ней возникнут не может - она конечно может искривится невообразимым образом в итоге но останется замкнутой поверхностью, что и нужно.
Подобная ситуация, вообще говоря, нереалистична. А если рассматривать что-то, похожее на нее, то разрывы вполне возможны.
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
Мне хочется посмотреть верно ли чисто интуитивное представление, что любой ограниченный от остальной вселенной участок пространства даже вне работы каких либо сил обречён сколлапсировать.
Кхм... а вся Вселенная в целом в качестве примера не годится? :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:26 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266838 писал(а):
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
Загуглил что это такое. Как я понимаю намёк на гравитационную неустойчивость. Что в сфере возникнут флуктуации плотности и она даже будучи бы стабильной в общем разорвётся в лохмотья?
Даже не намек. :-)
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
По условиям задачи Чёрные дыры лежат соприкасаясь горизонтами, то есть флуктуации флуктуациями , но разрывов в ней возникнут не может - она конечно может искривится невообразимым образом в итоге но останется замкнутой поверхностью, что и нужно.
Подобная ситуация, вообще говоря, нереалистична. А если рассматривать что-то, похожее на нее, то разрывы вполне возможны.
Alexander4702 в сообщении #1266834 писал(а):
Мне хочется посмотреть верно ли чисто интуитивное представление, что любой ограниченный от остальной вселенной участок пространства даже вне работы каких либо сил обречён сколлапсировать.
Кхм... а вся Вселенная в целом в качестве примера не годится? :wink:

Ну на счёт всей вселенной не знаю, лучше не с неё начинать, а с какой то модельки попроще, ну а если что выйдет можно ради интереса попробывать и для неё подогнать.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:33 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Alexander4702 в сообщении #1266841 писал(а):
Ну на счёт всей вселенной не знаю, лучше не с неё начинать, а с какой то модельки попроще
Так с ней как раз все просто, поскольку ответ известен. :-) Ну и можно задуматься, сохранится ли соответствующее свойство при предельном переходе к этому случаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:47 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266843 писал(а):
Alexander4702 в сообщении #1266841 писал(а):
Ну на счёт всей вселенной не знаю, лучше не с неё начинать, а с какой то модельки попроще
Так с ней как раз все просто, поскольку ответ известен. :-) Ну и можно задуматься, сохранится ли соответствующее свойство при предельном переходе к этому случаю.

И какой же ответ? Насколько понимаю если мы рассматриваем нашу вселенную, с её расширением, то там несколько моделей. В некоторых наш вырезанный кусочек пространства останется стабильным после "сжатия"(на самом деле всё остальное просто улетит за горизонт расширения) до определённого размера, а в некоторых горизонт будет наступать на нас -то есть будет что-то похожее с интуитивным представлением о печальном конце изолированных клочков пространства. Но здесь вся фишка в тёмной энергии, а это уже отдельная тема)

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 16:49 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Нет, не надо никаких темных энергий, достаточно взять обычную модель Фридмана, в рамках которой Вселенная может неограниченно расширяться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 17:59 


15/05/16
46
Pphantom в сообщении #1266855 писал(а):
Нет, не надо никаких темных энергий, достаточно взять обычную модель Фридмана, в рамках которой Вселенная может неограниченно расширяться.
Хм, интересно. Но как эти уравнения применить для нашей "мини вселенной"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение19.11.2017, 18:10 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
Alexander4702 в сообщении #1266906 писал(а):
Хм, интересно. Но как эти уравнения применить для нашей "мини вселенной"?
А зачем их специально применять? Вы пытаетесь искусственно сконструировать нечто, что для обитателя внутри будет выглядеть как фридмановская Вселенная. Соответственно, все результаты, верные для нее, будут верны и для этого "нечто".

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера из чёрных дыр
Сообщение20.11.2017, 09:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


21/11/12
1870
Санкт-Петербург
Pphantom в сообщении #1266915 писал(а):
... сконструировать нечто, что для обитателя внутри будет выглядеть как фридмановская Вселенная.

(Оффтоп)

Есть мнение, что Большой Взрыв устроили военные. И не в первый раз. Благодаря их бдительности вселенная циклична, но идею всякий раз подкидывают журналисты. Шутка.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group