home
user-header

                        
                        
БХЛ-сингулярность: часть 1, сингулярность - как пункт назначения, конечная стадия, или начало.
29 сентября 2017 г., 14:15 477

БХЛ-сингулярность, или сингулярность Белинского, Халатникова, Лифшица, представляет из себя явление динамической, хаотической, "пертурбативной" эволюции замкнутой, однородной но анизотропной Вселенной, инициированной начальной "особенностью" (или сингулярностью). Данная сингулярность/особенность является самой реалистичной и возможной, возникает при коллапсе массивных звезд в черные дыры, или Вселенной при продвижении к  "Большому хрусту". 

 


Метрика Казнера.

Одним из первых точных решений уравнения поля Эйнштейна, является метрика Казнера для пустого пространства с евклидовой метрикой, представляющее гравитационное поле, в зависимости от времени. Метрика является анизотропной, т.е. при эволюции из начальной струноподобной сингулярности, происходит сжатие по одной оси, и расширение по двум, при том скорости сдвига осей - разные. Такая эволюция возможна при абсолютном вакууме, такая метрика/вселенная стремится принять топологию плоского эллипсоида. Подобная эволюция будет происходить вечно, если кривизна пространства положительная или нулевая/плоская. Замечу, что по отношению к гипотетическим обитателям казнеровской вселенной, их вселенная не будет плющить обитателей, ведь двухмерная поверхность (гиперповерхность) здесь - это аналог трехмерного пространства, так что объем казнеровской вселенной будет расти до бесконечности. При продвижении к сингулярности, казнеровская вселенная/метрика, будет сжиматься по двум осям, и растягиваться по одной, пока не стянется в струну. Внизу я привел расчеты метрики Казнера, а также небольшая утилита на Делфи, моделирующая казнеровскую метрику. График эволюции метрики проще всего сделать на любом онлайн-конструкторе графиков.  Кривые показывающие эволюции осей, строго подчиняются конкретному степенному закону. На программе для упрощения я уравнял скорости расширения по двум осям, не нарушая степенной закон, и каждая степень имеет свой определенный диапазон значений. На бумаге (и соответственно на графике) же степени полностью анизотропные. 

 

 

 

 

 

 

 

 В реальности же, Вселенная имеет топологию 3-сферы, т.е. пространство имеет отрицательную кривизну (при расширении стремится к нулевой, плоской кривизне). При приближении к "особенности" (или наоборот, эволюции из него, и при том очень близко к особенности), применяется метрика Казнера (даже для Вселенной, имеющей топологию 3-сферы), так-как наступает "вакуумная стадия" и влиянием материи можно полностью пренебречь, вселенная сжимается уже не изотропно по трем осям. Но один "казнеровский режим" сжатия нельзя продвигать вечно, так-как кривизна становится слишком отрицательной, настолько, что один казнеровский режим останавливается (потому что, растет влияние натяжение пространства, по мере растяжение по одной оси). Но сжатие все-равно продолжается, но уже с другим казнеровским режимом. Так можно построить "обобщенное решение" из ряда казнеровских режимов во времени, для продвижения к особенности. Та ось, которая растягивалась, сжимается, и в итоге растягивается какая-нибудь другая ось, и так далее. Но все это тоже подчиняется определенным закономерностям. Это закономерность была представлена тремя советскими учеными: И. Халатниковым, В. Белинским и Е. Лифшицем.

 

 

 

 

 

 

Теория возмущений, известная еще как модель "перемешанного мира - Mixmaster Universe", описывает, как вселенная движется к особенности. Тут очень важен параметр u Лифшица-Халатникова, которая параметризирует казнеровские степени, и дальнейшее влияние на эволюцию. Вселенная сжимается по двум осям, и растягивается по одной, затем u становится на единицу меньше через некоторое время, в это время возмущения вызванные натяжением (высокой отрицательной кривизной), вызывают переход к другому казнеровскому режиму, и так далее две оси будут осциллировать (перебрасывание степеней), а одна сжиматься монотонно, пока целя часть u не будет исчерпана, и станет меньше единицы. Затем u станет больше единицы, в этот момент монотонно сжимавшаяся ось перейдет в стадию осциллирования с другой осью, далее монотонному сжатию подвергнется другая ось. Таким образом продвижение к особенности состоит из последовательностей, называемых "эрами", в каждой эре две оси осциллируют, а одна монотонно сжимается, длительности эр становятся хаотическими, из-за того же параметра u. Вселенная продолжит сжиматься до бесконечно маленькой точки колебательным режимом. 

Если же звезда сжимается в черную дыру, то правила немного изменяются. Случайно деформированная звезда сжимается по метрике Казнера, но не вечно, и опять вступает в игру метрика БХЛ. Растяжения и сжатия материи будут все сильнее и сильнее, все быстрее и быстрее по мере продавливания пространства-времени, а позади будет оставаться турбулентная, случайно деформированная область приливных сил гравитации, которые будут быстро стягиваться из-за гибкости и упругости пространства-времени. Стягивания будут носить колебательный характер, из-за все той упругости и гибкости, но относительно внешнего наблюдателя, все процессы внутри ЧД сильно заторможены. Из-за этого стягивания будут достаточно медленными, поэтому если черная только что образовалась, пока она молода, и все что будет падать на нее, будет разрываться на части хаотически осциллирующими приливными силами гравитации ("космический миксер"). В простой, упрощенной, традиционной черной дыре, объекты же подвергаются "спагеттификации", т.е. растяжению в радиальном направлении, и сжатию в поперечном, пока объект не растянется до бесконечности, и не сожмется до нулевого размера, но эта модель уже давно устарела.   

Избранное
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться
с помощью аккаунта в соц.сети
Читайте также
Включите премодерацию комментариев
Все комментарии к этому посту будут опубликованы только после вашего подтверждения. Подробнее о премодерации