Gravitácia

pi vystupuje nie len geometrii, a jasne ma zmysel sa pokusat o urcenie v akom vesmire zijeme

Podľa  pozorovaní je vesmír na veľkých škálach plochý. Ak by sme všetku hmotu vo vesmíre, ktorá sa odhaduje na 3.3 E 54 kg považovali za čiernu dieru, jej horizont udalosti by bol zhruba 1 E 26 m. Ak by sme sa nachádzali v lokálnej sústave, napríklad s rozmerom galaxie, na tomto horizonte, asi by sme kružnicu s polomerom 1 E 26 m považovali za priamku. 

tyso

Uvidíme..

Tono

Domnievam sa, že isté možnosti ako zmerať zakrivenie vesmíru by asi mali existovať, bez ohľadu na jeho veľkosť..

...

Mám taký predpoklad o tom čo by videl, pozorovateľ nachádzajúci sa v do seba uzavretom expandujúcom vesmíre..

Keďže ďalekohľad je zároveň "časohľad", pozorovateľ by sa díval do minulosti, a videl by tam históriu v ktorej by mal jeho vesmír, smerom do minulosti čoraz menší polomer, a teda aj väčšie zakrivenie.

Malo by to byť ekvivalentné pohľadu do "gravitačnej jamy"..

Čiže ak by sa díval, cez ďalekohľad na nejaké hodiny, a porovnal ich chod so svojimi, zistil by že na hodinách v minulosti by sa ručičky točili pomalšie ako tie jeho, teda by šli pomalšie ako tie jeho, teda čas v minulosti by plynul pomalšie ako dnes..

Je tento predpoklad správny?

Pohľadu do minulosti podstatne zakrivenejšieho Vesmíru, tesne po Velkom tresku, bráni obdobie kozmickej inflácie, ktorá vraj zapríčinila, že viditeľný vesmír sa dnes javí, ako plochý, izotropný a viac menej s rovnakou hustotou hmoty. Vzhľadom na konečnú rýchlosť svetla existuje pre pozorovateľa hranica, kde expanzia bola rýchlejšia, ako rýchlosť svetla. Nemôžeš v expandujúcom vesmíre "vidieť" väčšie zakrivenie Vesmíru v minulosti. Napríklad vlnová dĺžka reliktného žiarenia sa  "natiahla" za dobu, kým sa dostala k pozorovateľovi o hodnotu, ktorá zodpovedá poklesu teploty žiarenia absolútne čierneho telesa z  3000 K na 2,7 K. Toto svetlo bolo emitované zhruba 300 000 rokov po Veľkom tresku, teda "dávno" po kozmickej inflácii. Ale kozmická inflácia je len hypotéza, ktorá sa snaží vysvetliť, prečo je pozorovateľný Vesmír homogénny a izotropny.

Tono

no toto nebude dobre tvrdenie, vesmir ma fluktuacie a inflacia to roztiahla a bol to zarodok kozmickych struktur. preva drobne fluktuacie su pricinou struktur. Nebarni tak inflacia ako ako meriame pociatok, ked je vesmir v plazmatickom stave ziarenie nim neprechadza volne. A teda potrebujeme zachytavat kozmicke neutrina alebo gravitacne vlny z toho obdobia

Tono

Máš pravdu.. Bolo by potrebné vystačiť si pre prípadnú analýzu, v okruhu pozorovateľného vesmíru.. s obdobím po skončení "temného veku" a "reionizácii", keď "normálna hmota" začala tvoriť "normálne svetlo"..

Hmm..

robopol

Nové údaje?

Čo keby sme si pripustili otázku..

Čo by prípadný pozorovateľ v do seba uzavretom expandujúcom priestore, vlastne videl v svojom pozorovateľom okolí?

(ak je tá moja domnienka, o relativistickom efekte správna..)

On by mal vidieť.. Že galaxie v jeho bezprostrednom okolí sa točia nejak rýchlejšie.. Ako tie v minulosti..

A tiež by mal pozorovať, akúsi diskontinuitu v rýchlosti rozpínania vesmíru.. Keďže čas by išiel v minulosti "pomalšie", tak aj vesmír by sa rozpínal pomalšie.. Zato ale "dnes" by svoju expanziu, ako keby zrýchľoval..

V do seba uzavretom expandujúcom vesmíre, by to samozrejme boli iba "optické klamy".

nie tono ti naznacil ze to nebude spravne ako uvazujes. Ja som urobil len okrajovu poznamku k inflacii a k tomu ze sa vieme dostat s meranim blizsie cez gravitacne vlny ci neutrina.

Fluktuácie má aj reliktné žiarenie. Samozrejme, že za príčinou vzniku kozmických štruktúr je rozumné považovať fluktuácie. V klasickej fyzike sa hustota molekúl a tlak interpretuje, ako poloha a vzájomná interakcia molekúl. Dá sa povedať, že molekuly majú vďaka interakcií informáciu o svojich susedoch. A celý  súbor molekúl predstavuje informáciu o ich strednej hodnote. Ak sa zmení vonkajší tlak, alebo teplota, táto informácia sa šíri v celom objeme a každá molekula "túto zmenu okamžite pozná". Na zmenu reaguje tak, aby jej správanie v strednej hodnote zodpovedalo Maxwell-Boltzmanovej štatistike. Expandujúci Vesmír v čase inflácie sa dá predstaviť, ako súbor molekúl, ktoré sa navzájom vzďaľujú takou rýchlosťou, že v celom objeme už nemôžu navzájom "o sebe vedieť", iba v lokálnom okolí. V takomto súbore sa už nedá hovoriť o strednej hodnote, preto, že na neinteragujúce molekuly sa nedá aplikovať štatistika. Ak sa zmena gravitačného potenciálu šíri rýchlosťou svetla a inflácia prebiehala väčšou rýchlosťou, nedajú sa na Vesmír aplikovať zákony, ako na celok, nejaký štatistický súbor, alebo hmotný objekt. Ak by sa objavila teória, ktorá prepojí kvantovú fyziku s OTR, nič z toho, by samozrejme neplatilo.  

Tono

S toho by vyplývalo aj to, že náš pozorovateľný vesmír by "nevznikol zo singularity", ale iba z nejakého je "zlomku"?

Keďže náš pozorovateľný vesmír, nie je "celý vesmír".

To je záludná otázka. Pozorovateľ, ktorý je od nás vzdialený zhruba 13,7 miliard rokov, priradí našu lokalitu do obdobia časovo blízkemu Veľkému tresku. Zabúdaš na to, že expanzia je izotropická.

Hmm.. Áno bola to záludná otázka..

A keď je to už tak v móde, uvažovať o "kvantovo sa množiacich mnohovesmíroch", do seba uzatvorených "bublino" vesmíroch plávajúcich v nejakom tom "hyperpriestore".

Asi mám ďalšiu..

Skúšal už niekto vytvoriť "inverzný" model čiernej diery platný pre vesmír s "polomerom" teda zakrivením?

V zmysle "inverzný" k Schwarzildovmu..

Totižto, priestor by sa "zakrivovaním" naopak vyrovnával..

Viete niekto o nejakom takom modele?

alamo

 uvažovať o "kvantovo sa množiacich mnohovesmíroch", do seba uzatvorených "bublino" vesmíroch plávajúcich v nejakom tom "hyperpriestore".
Asi mám ďalšiu..

Modelom môže byť čokoľvek, čo si zvolíme, aby sa na ňom dal demonštrovať nejaký jav. Napríklad model krídla lietadla, model atómu vodíka, model vesmíru atď.. Ak máme model, potom môžeme zostavovať rovnice, ktoré by mali pre daný model platiť. Schwarzschildova metrika ale nie je model. Je to matematické vákuové riešenie Einsteinovej rovnice, ktoré je pre sféricky symetrické, statické teleso je jednoznačné. Ak si niekto vymyslí iný model telesa, napríklad telesa, ktoré je nesymetrické, rotujúce, neohraničené, atď.. dostane z Einsteinovej rovnice iné riešenie. A tých riešení je nekonečne veľa, rovnako, ako počiatočných podmienok. V klasickej mechanike, elektrodynamike, alebo v QM je situácia o to jednoduchšia, že dokážeme správnosť modelu experimentálne verifikovať. V kozmológii je situácia podobná, ako v teórii strún. Seba-geniálnejší matematický model, ktorý sa nedá experimentálne verifikovať zostane na úrovni hypotézy, alebo sci-fi.

Totižto, priestor by sa "zakrivovaním" naopak vyrovnával..

Máš nepochybne zmysel pre humor. Niektorým "vedeckým" teóriám humor naozaj nechýba.   

Tono..

Veď práve preto som sa pýtal.. Aby som mal niečo na porovnanie..

Ako by si to riešil ty?

Najjednoduchší model pravidelne zakriveného, do seba uzavretého priestoru je povrch gule.

Keby si naň narysoval rovnú čiaru, ako najkratšiu spojnicu dvoch bodov na povrchu "ortodromu".. Predstav si že je to dráha po ktorej sa pohybuje fotón.

Ako by si riešil zakrivenie deformáciu povrchu gule?

Ak by bolo za úlohu, tú "dráhu fotónu" zdeformovať tak, aby to stále bola najkratšia spojnica dvoch bodov na povrchu, teda priamka, a výsledkom by bolo ohnutie dráhy "fotónu", voči "center of mass" tak aby to fungovalo ako "čočka spojivka"..

..

Pokiaľ ide o tragikomično..

Extrémne "zakrivenie" teda sploštenie, vyrovnanie.. By bola rovina..

Ten môj model čiernej diery by bol fakt divočina.. On by pod horizontom udalostí.. Nemal žiadny "interiér"..

Pre takéto extravagantné teórie je podstatné, či existuje spojité riešenie, ktoré umožňuje existenciu „červej“ diery. Nie len kvôli známej sci-fi možnosti cestovania v čase, ale hlavne z dôvodu, či môže existovať interakcia medzi paralelnými, do seba uzavretými priestormi. Temná hmota, ako kandidát možnej interakcie, alebo teória Veľkého tresku, ako styku takýchto priestorov, implicitne takúto možnosť predpokladá. Ak takéto riešenie reálne neexistuje, je úplne jedno, či „paralelné vesmíry“ existujú, alebo nie.

Riešime tu paralelné vesmíry, ale skúsme riešiť "jednoduchší príklad". Veľký tresk bola podľa kozmologického modelu udalosť, lokalizovaná v objeme rádovo na úrovni Planckovej dĺžky. Túto udalosť môžeme umiestniť do stredu sférických súradníc. Vesmír potom expanduje z počiatku tohto sférického súradnicového systému. Dávam otázku do pléna, má expandujúci vesmír stred? Jednoznačne áno. A kde teda je ten stred? A ak stred vesmíru existuje, prečo sa nám teda vesmír javí, ako izotropický? Odpoveď je jednoduchá, ale nedokázateľná.

Tono

Expandujúci do seba uzavretý vesmír, by mal svoj stred "mimo svoju plochu", rovnako ako povrch gule..

Mohol by si po povrchu gule, chodiť koľko chceš.. Ten stred by si na nej nenašiel..

Povrch gule je izotropný.. Stačí pridať ďalšie dimenzie..

alamo

Interpretácia zakriveného priestoru na guľovej ploche je dvojrozmerný model. Je to parametrizácia v trojrozmernom priestore, pre ktorú platí r = konštanta. Snáď nechceš tvrdiť, že žijeme v dvojrozmernom priestore. Na dvojrozmernej ploche síce môžeme vytvoriť záznam trojrozmerného priestoru pridaním ďalšieho rozmeru, ktorým je napríklad v prípade holografie fázový posun dvoch koherentných svetelných lúčov. Rekonštrukciou tohto záznamu v trojrozmernom priestore môžeme dosiahnuť rovnaké fyziologické vnímanie, ako pozorovanie objektu v trojrozmernom priestore. Je teda technicky možné, vložiť do dvojrozmerného priestoru úplnú informáciu o trojrozmernom priestore. Ak by bolo chápanie reality založené len na informácii a náš experiment je len informáciou, nemôžeme paradoxne vylúčiť, že žijeme na povrchu guľovej plochy. Na základe tohto faktu, sa niektoré teórie snažia interpretovať realitu, len ako informáciu. Podľa mňa je to rovnako iluzórne, ako považovať holografický objekt za realitu. Dôvod je ten, že aj keď sa jedná iba o fyziologické vnímanie priestoru, na interpretáciu trojrozmernej informácie uloženej na dvojrozmernom médiu, potrebujeme trojrozmerný priestor.

Tono

Čisto teoreticky by na to mali stačiť tri rozmery a čas.. "klasická štvorica časopriestoru"

Na vytvorenie do seba uzavretého "teseraktu"..

O holografickom princípe a ďalších takýchto teóriách ako napríklad miniatúrnych extradimenziách kolmích k prvej štvorke, sa špekuluje aby v tom priestore bolo s čoho "postaviť" energiu a hmotu..

Sú "extrémisti" ktorý tvrdia, že aj na konštrukciu energie a času, postačujú iba štyri dimenzie..

Pridávanie ďalších dimenzií je čisto matematická operácia, ktorá zrejme nemá nič spoločné s realitou. Do „reality“ sa dá takáto nová dimenzia „vpašovať“ jedine tak, že ju nedokážeme experimentálne zmerať a teda dokázať. Takže ju nejako "zamaskujeme", napríklad zvinutím do nemerateľných rozmerov. Motivácia je jednoduchá a matematika sa jej „nebráni“. Uvediem príklad. Predstav si, že z hľadiska zákona zachovania potrebuješ, aby bol determinant 4 rozmernej matice invariantom. Bohužiaľ to tak nie je. Zvýš stupeň matice na 5 a novú dimenziu pokladaj za premennú. Determinantom bude už nová funkcia. A preto, že si zvýšil dimenziu, môžeš novú dimenziu parametrizovať tak, aby výsledok zodpovedal tvojmu očakávaniu. A nová nedokázateľná teória je na svete. Počet nových dimenzií je matematicky neobmedzený. Nemusí to byť ale pravidlo. Pri riešení v 5 dimenzionálnom priestore môžu vzniknúť matematické podmienky, ktoré sa prejavia aj v 4 dimenzionálnom priestore. A podobne, ako pri hľadaní Higgsovho bozonu, ktorý vyplýva iba z matematiky danej teórie, ak sa Higgsov bozon potvrdil s pravdepodobnosťou 5 sigma...tak je táto teória OK! Už nežijeme v dobe Faradaya, aby sme boli schopní verifikovať naše teórie v bežnom laboratóriu. Dnes potrebujeme miliardové investície na potvrdenie novej teórie na úrovni 5 sigma.