[recovery mode] Наука — это просто. Почему же мы не в черной дыре?
К переводу восемнадцатой серии спросите Итана. Я начал писать комментарий, но вскоре он разросся. А формулы в текстовом виде (увы, ваш покорный слуга лишен возможности вставлять картинки в комментарии) перестали быть читаемы. Поэтому решено было написать отдельную статью.
И да, это статья будет с формулами, но если хотите, вы сможете их пропустить, но не рекомендуется. Они довольно просты и помогают в ориентироваться в рассуждениях.
Так почему Вселенная не схлопнулась в черную дыру на начальном этапе? — «Науке это точно не известно». Не, серьезно, это одна из фундаментальным проблем теории расширения — проблема начальных значений.
Начну с того, что вопрос-то поставлен неверно. Дело в том, черная дыра — это следствие гравитационных сил, а они самые слабые. А самые сильные — это те, что связывают кварки в протон, но с расстоянием они быстро-быстро убывают.
Поэтому вопрос надо сначала поставить: почему Вселенная вышла-таки из размеров протона. Тут все очень просто: все дело в зашкаливающей плотности энергии и хаотическом столкновении. Любой связанный объект и не важно как просто разрушался при первом же случайном столкновении.
Два, давайте пока не будем стремится к самому началу времен, а вернемся в ту область где все наши законы железно работают и расширение Вселенной уже свершившейся факт. Что мы обнаружим? — мы обнаружим что всем расширением заправляет плотность излучения.
Темная материя и темная энергия не играют никакой роли. Даже не важна какая именно кривизна у пространства! Чтоб сместить царя горы нужно. чтоб Вселенная достигла определенных размеров. И очевидно, что это должно произойти раньше, чем расширение смениться сжатием. Этот момент определяется двумя параметрами: плотностью и постоянной Хаббла на начальный момент.
Давайте присмотримся к уранениям Фридмана, а точнее к первым двум: уравнению движения и уравнению энергии. И вспомним, что: ,
а постоянная Хаббла, это:
Подставив это выражение в те уравнения с учетом того, что сейчас у нас доминирует излучение, получим:
подставив уравнение энергии получим:
Сжатие наступает, когда H станет равным нулю:
Эра доминирования излучения проходит через ~100 млн лет, это примерно 1012 — 1013 секунд, это значит, что по крайне мере знаменатель должен быть в 1014 больше чем числитель, чтоб перейти от стадии доминирования излучения к стадии доминирования пыли.
А теперь перейдем к тому моменту, когда вселенная находит в планковском объеме. Какая у нее скорость расширения? — ровно ноль, т.к. до этого момента о каком-то движении говорить нам запрещают принципы квантовой механики. Так откуда взялось те 13 порядков?
Эта проблема носит название: «проблема начальных значений». Современная попытка ее решить — это введение особой частицы и, соответствующего ей поля — инфлатона, которая за сумасшедший промежуток времени (10–10 секунд) разгоняет Вселенную, а сам распадается, этакая первая ступень ракеты для всей Вселенной.
P.S. Почти уверен. что я накосячил с русским языком: текст пару раз переписывал. Прошу отнестись пониманием и обо всех ошибках писать в личку.
