Musta aukko ja sen muoto, tapahtumahorisontti

[mistral]

Kvanttimekaniikan sovellusalueella aika voi kulkea mihin suuntaan vain. Makroskooppisten kohteiden ajan suunta määräytyy termodynamiikan mukaan, lämmin kappale jäähtyy ajan myötä. Makroskooppinen havaitsija ei voi kääntää ajan suuntaa mutta voi vaikuttaa henkilökohtaiseen aikaansa siirtymällä voimakkaampaan gravitaatiokenttään tai liikkumalla relativistisella nopeudella.

Kaizu

Olen miettinyt tätä juttua: sanotaan että fysiikassa monet tapahtumat voi kääntää vastakkaiseen suuntaan, pallon pomppaus voi mennä vastakkaiseen suuntaan tai vaikkapa kolari jossa auto palautuu ehjäksi. Eihän koskaan niin käy mutta jos kaikki voimat, lämpö ja säteily menisi tarkkaan takaperin, silloin se olisi mahdollista. Kuitenkin entropian väitetään olevan erilainen, se ei voisi mennä toiseen suuntaan. Väite ettei entropia voisi mennä taaksepäin on mielestäni kaksipiippuinen juttu. Kuvaan sitä suurennoksella, suurennetaan kaasua. Otetaan vaikka huoneilmasta yksi pieni kuutiotilavuus johon mahtuisi 2 happiatomia ja 8 typpiatomia. Suurennetaan ne kuutiometrin tilaan ja annetaan niille värit että näkyvät lasikaapissa. Ne törmäilisi seiniin ja toisiinsa ikuisesti. Jotkut atomit olisi välillä nopeampia kuin toiset mutta osat vaihtuisivat sattumanvaraisesti. Viereen laitetaan samanlainen lasikaappi jossa on pingispalloja jotka pomppivat ikuisesti törmäten seiniin ja toisiinsa. Tässä huomaa sen ettei lasikaapeilla ole mitään eroa fysikaalisesti. Molemmissa kappaleet törmäilee samojen lakien mukaan ikuisesti. Kuitenkin väitetään että pingispallojen kohdalla aika voidaan kääntää taaksepäin mutta atomien kohdalla ei voida (koska se rikkoisi entropian sääntöä vastaan).
Joten entropiaa pidetään syynä ettei aika kulje taaksepäin. Varmaan sinänsä totta mutta entropiakin on seuraus eikä perimmäinen syy. Kun kelaan syitä, pidän entropian syynä tai olemuksena todennäköisyyttä. Epätodennäköisyys/todennäköisyys taas johtuu ikäänkuin monista vaihtoehdoista (arpakuutio), luonto on täynnä vaihtoehtoja eikä etukäteen tiedä miten asiat menee. Kuitenkin todennäköisyys pätee suuriin lukumääriin ja käänkuin se perimmältään kertoisi ajan suunnan. Suuret lukumäärät voittaa kisan pieniä lukumääriä vastaan ja siksi ajan on toteltava voittajaa?? Ei, en usko että aika määräytyy tuolta pohjalta vaan sen suunta on välttämättömyys. Eli tajuan ajan suunnan olevan ehdoton "luonnonlaki" jolle ei voi mitään. Aika on mielestäni looginen rakenne jota ei voi purkaa.

[Eusa]

Aika muodostuu aineen hitaudesta kullekin hiukkaselle omiaan. Kyseessä on rakenteellinen jatkumo, jossa uusi versio korvaa lähes samassa paikassa edellisen (epävarmuusperiaate). Nimenomaan "alkeishitaus" on oikeastaan entrooppisen kehityksen tae ja sitä kuvaa Standardimallissa Higgsin mekanismi. Higgs voidaan korvata tulkinnalla, jossa avaruusaika määrittyy kullekin paikallistapahtumalle ja on dynaaminen (kaareva) kokonaisuus, jossa alkeishitaus ilmenee tilan muuttumisena ajaksi (inertia, gravitaatio). Inertia-gravitaatio-kenttä on yleisen suhteellisuusteorian kaareutunut avaruusaika - aineen massa edellyttää siten kontribuutiota osana gravitaatiota. Massa tässä yhteydessä tarkoittaa kaikkea energiaa vuorovaikutuksina. Vaikka yleisesti korostetaan, että Higgsin mekanismi vastaa vain alkeishiukkasten massasta/itseisajasta, ilmeiseltä vaikuttaa, että ilman alkeishitautta ei olisi muunkaan rakentuneen aineen massaa/itseisaikaa; alkeishitaus kertautuu. Ja luultavasti alkeishiukkasen massallakin on alimekanisminsa ja avaruudellisuussuhteensa liittyen perusentropiaan, jota ei vielä tarkasti tunneta...

[mistral]

Voi kun ymmärtäisi käsitteitä, myös Higgsin kenttä on meikäläisellä jäänyt hämäräksi.
Jokatapauksessa eräänä päivänä sain sellaisen käsityksen ajan nuolesta että on yhdentekevää osoittaako se "itään vai länteen". Olennaista on se että aina tapahtumat etenee todennäköisyyden mukaisesti. Tietysti pienessä hetkessä saattaa tapahtua epätodennäköisiä asioita mutta kun aikaa tulee lisää, paljastuu nuolen suunta. Tämä perustuu siihen että mahdollisuuksien määrä on valtava tulevaisuudessa eli suuremmassa entropiassa kuin pienemmässä entropiassa.
Lyhyesti: entropia ei määrää ajan nuolta, vaan ajan nuoli entropian.

Lasikaappi kuvaus on erikoistapaus, siitä on vaikea päätellä ajan suuntaa jollei kokeen alussa pallot ole siistissä jonossa tms.

[tomipa]

Laskin tapahtumahorisontin säteeksi pyörimättömälle, varauksettomalle mustalle aukolle r = GM/c^2. Tämä on auringon massaiselle mustalle aukolle 1477 m. Laskelma myös tuottaa tuloksen, että mustaan aukkoon putoavan hiukkasen nopeus saavuttaa säteen suuntaisen maksimin 2073 m etäisyydelle, ja että tämä säteen suuntainen nopeus tippuu nollaan täsmälleen tapahtumahorisontissa. Siis spekuloin, että putoava aine ei voi koskaan ylittää tapahtumahorisonttia. Tällöin ei tarvita myöskään fysikaalista singulariteettia.

[mistral]

Siis spekuloin, että putoava aine ei voi koskaan ylittää tapahtumahorisonttia. Tällöin ei tarvita myöskään fysikaalista singulariteettia.

No ehkä ei singulariteettia mutta tässäkin teoriassa ainetta jää horisontin sisäpuolelle. Se jää sinne kun horisontti kasvaa ajan myötä. Alussa horisontin läpimitta on saattanut olla vain 5km (arvaus) mutta kun aikaa kuluu, se on voinut kasvaa 5 miljoonaan kilometriin. Toinen asia on teoria jossa ei ole horisonttia lainkaan, olisi yksinkertaisempi ymmärtää.

[tomipa]

No ehkä ei singulariteettia mutta tässäkin teoriassa ainetta jää horisontin sisäpuolelle. Se jää sinne kun horisontti kasvaa ajan myötä.

Intuition mukaan aine jää oskilloimaan 0,5 ja noin 10 Schwarzschild:n säteen väliseen tilavuuteen, mutta en siis ole laskenut, voiko oskillaatio syntyä liike-energiamaksimin ympärille. Aukon kasvaessa oskillaation alaraja siirtyy kauemmas. Aine ei pääse mallissa 0,5 Schwarzschild:n säteen sisäpuolelle.  Se, kuinka tiheää tai kuumaa aine on sallituilla energitiloilla ja mihin suuntaan se säteilee energiaa, on hyvä kysymys.

Noita kahta lukuarvoa lukuun ottamatta muu on spekulaatiota, jota ei kannata jatkaa tässä sanallisin kuvauksin ilman pohjalaskutyötä.

[mistral]

Tarkoitatko oskillaatiolla sitä että aika menee taaksepäin horisontin sisäpuolella ja siksi pudotus muuttuu paoksi? Ja materia olisi ikäänkuin tramboliinilla pomppien ja lopulta asettuen "lepotilaan" horisontin pinnalle.

[tomipa]

Aika kuluu eteenpäin. Valonnopeuden rajallisuudesta johtuen avaruus kaareutuu aukon läheisyydessä, mikä voidaan mallintaa myös potentiaaliseinäksi Schwarzschildin säteen tuntumassa. Yksinkertaistaen voidaan tehdä analogia klassiseen heiluriin. Mustaan aukkoon putoavan hiukkasen liike-energia on maksimissaan, kun nopeus on maksimissa. Nopeuden lähetessä nollaa tapahtumahorisontissa energian säilymisen nojalla liike-energia muuttuu potentiaalienergiaksi. Tässä potentiaali-liike-energiakuopassa hiukkanen jatkaa oskillaatiota, jos se ei säteile energiaa pois. Dynaamiset mallit voidaan laatia muodostamalla oskillaation differentiaaliyhtälöt huomioimalla myös atsimuutti ja elevaationopeuskomponentit radiaalisen komponentin lisäksi.

En mielelläni linkitä kiistanalaista tai pseudotiedettä, mutta laiton poikkeuksellisesti luonnoksen perusmallista tänne http://www.elisanet.fi/tomi.parviainen/Article_Parviainen.pdf, koska se on kolme sivua pitkä ja jotta lukijalla olisi samat hypoteesit käytössään kuin itselläni. Mallirakennelma on julkinen, vaikka se osoittautuisi heti tai myöhemmin vääräksi. Mallin mukaan mustan aukon kaikki aine on kertymäkiekossa, mutta olomuotoa en tiedä. En myöskään tiedä, onko malli ristiriidassa suhteellisuusteorian kanssa, joskin Schwarzschildin ratkaisussa esiintyy luku 2. Mielelläni keräisin mallin kaikki puutteet ja korjaisin ne kerralla tai hylkäisin mallin.

[Celest1al Sphere]

Aika kuluu eteenpäin. Valonnopeuden rajallisuudesta johtuen avaruus kaareutuu aukon läheisyydessä, mikä voidaan mallintaa myös potentiaaliseinäksi Schwarzschildin säteen tuntumassa. Yksinkertaistaen voidaan tehdä analogia klassiseen heiluriin. Mustaan aukkoon putoavan hiukkasen liike-energia on maksimissaan, kun nopeus on maksimissa. Nopeuden lähetessä nollaa tapahtumahorisontissa energian säilymisen nojalla liike-energia muuttuu potentiaalienergiaksi. Tässä potentiaali-liike-energiakuopassa hiukkanen jatkaa oskillaatiota, jos se ei säteile energiaa pois. Dynaamiset mallit voidaan laatia muodostamalla oskillaation differentiaaliyhtälöt huomioimalla myös atsimuutti ja elevaationopeuskomponentit radiaalisen komponentin lisäksi.

En mielelläni linkitä kiistanalaista tai pseudotiedettä, mutta laiton poikkeuksellisesti luonnoksen perusmallista tänne http://www.elisanet.fi/tomi.parviainen/Article_Parviainen.pdf, koska se on kolme sivua pitkä ja jotta lukijalla olisi samat hypoteesit käytössään kuin itselläni. Mallirakennelma on julkinen, vaikka se osoittautuisi heti tai myöhemmin vääräksi. Mallin mukaan mustan aukon kaikki aine on kertymäkiekossa, mutta olomuotoa en tiedä. En myöskään tiedä, onko malli ristiriidassa suhteellisuusteorian kanssa, joskin Schwarzschildin ratkaisussa esiintyy luku 2. Mielelläni keräisin mallin kaikki puutteet ja korjaisin ne kerralla tai hylkäisin mallin.

Haasteesi ei ole aivan mitätön, itse Einsteinkään ei onnistunut yhdistämään gravitaatiota ja kvanttimekaniikkaa. Jos mustiin aukkoihin liittyvät ilmiöt olisivat selitettävissä klassisella mekaniikalla, se olisi todennäköisesti jo tehty.

[mistral]

Aika kuluu eteenpäin. Valonnopeuden rajallisuudesta johtuen avaruus kaareutuu aukon läheisyydessä, mikä voidaan mallintaa myös potentiaaliseinäksi Schwarzschildin säteen tuntumassa. Yksinkertaistaen voidaan tehdä analogia klassiseen heiluriin. Mustaan aukkoon putoavan hiukkasen liike-energia on maksimissaan, kun nopeus on maksimissa. Nopeuden lähetessä nollaa tapahtumahorisontissa energian säilymisen nojalla liike-energia muuttuu potentiaalienergiaksi. Tässä potentiaali-liike-energiakuopassa hiukkanen jatkaa oskillaatiota, jos se ei säteile energiaa pois. Dynaamiset mallit voidaan laatia muodostamalla oskillaation differentiaaliyhtälöt huomioimalla myös atsimuutti ja elevaationopeuskomponentit radiaalisen komponentin lisäksi.

 Ok, siis aika kuluu eteenpäin. En kyllä ymmärrä kuinka omassa koordinaatistossa kiihtyvässä tai putoavassa liikkeessä oleva kappale saadaan meidän koordinaatistossa näyttämään heiluriliikkeeltä. Siis jos potentiaalienergia vähenee ja liike-energia samoin vähenee niin niiden summa pienenee jolloin heiluri jäisi "jumiin" alakuolokohtaan tai oikeastaan klo 6 ja 12 välille.

[tomipa]

Kuvaus on tehty koko ajan t_0- tai Euklidisessa koordinaatistossa tai meidän koordinaatistossa. Liike-energialla on yhtälössä maksimi eli liike-energia kasvaa ensin putoamisessa maksimiin ja pienenee siitä nollaan kohti tapahtumahorisonttia. Yhtälö koostuu kahdesta termistä, joilla on eri etumerkki ja eri suuruus.

Ajattelen asiaa energian säilymislain kautta. Kaukana liike-energia on nolla ja energia on potentiaalienergiaa (yhtä suuri kuin työ, joka tehdään massan siirtämiseksi pois potentiaalikaivosta). Massan ollessa vapaassa pudotuksessa liike-energiaa vastaava osuus potentiaalienergiasta pienenee nollaan, mutta tämän jälkeen potentiaalienergia jälleen kasvaa ja nopeus pienenee nollaan. En näe muuta mahdollisuutta nopeuden pienenemiselle kuin, että näennäiskiihtyvyyden suunta vaihtuu, mitä ei tule sekoittaa Newtonin kiihtyvyyteen.

Analogia voisi olla mäkiauto, joka rullaa kahden kukkulan välissä loputtomiin. Analogia on siitä huono, että mäkien käyristymä on sama origon suhteen. Asia on vaikea, ja joudun turvautumaan johdettuihin yhtälöihin. Selittämällä asiaa sanallisesti tulee tehtyä hyvin helposti virhejohtopäätöksiä. Mielelläni kommentoisin vain, jos yhtälöiden johtamisessa, oletuksissa tai hypoteeseissa on virheitä.

[mistral]

Nykyinen tieteen paradigma on tapahtumahorisontin kannalla. Itse "toivoisin" että asia muuttuisi sillä lailla että tapahtumahorisontti säilyisi massalle mutta ei fotoneille. Jos fotoneilla ei olisi tapahtumahorisonttia ja ajan hidastuminen riippuisi fotoneista, silloin aika ei pysähtyisikään horisonttiin vaan jatkuisi singulariteettiin saakka. No ei tästä sen enempää.

Hawking hämmästytti maailmaa kun sanoi että maailmankaikkeuden massa voitaisiin nollata jos sen potentiaalienergia otetaan pois. Perustelu oli se että  potentiaalienergia on negatiivista ja näin negatiivisen energian määrä kumoaisi positiivisen ja jäljelle ei jäisi mitään.  Niin tai näin, potentiaalienergia ei voi kasvaa kun laskeudutaan alemmas. Eli jos nollataso on vapaassa avaruudessa, silloin maassa on miinusmerkkinen taso.
Kun hiukkanen putoaa mustaan aukkoon se aina menettää potentiaalia.

Yksi asia on kanssa, kuinka meidän koordinaatistosta käsin voidaan laskea toisen koordinaatiston tapahtumia, tarkoitan sitä että nopeus näennäisesti pysähtyy vaikka horisontin koordinaatistossa kiihtyy. Joka tapauksessa säilymislaki rikkoutuu jos sekä potentiaali että nopeus laskee.

Lisäys: Niin en osaa laskea noita juttuja, joten sen puolesta olen jäävi arvioimaan.

Vielä Hawkingin väitteestä, nyt muistin miten se meni: jos kaikki hiukkaset nostetaan niiden gravitaatiokuopistaan, tarvitaan niin paljon energiaa/massaenergiaa että kaikkien hiukkasten massaenergia hupenisi siihen eikä mitään jäisi jäljelle. Tällainen tilanne tosin olisi kummallinen, silloin jokaisen hiukkasen pitäisi olla hyvin kaukana toisistaan ja avaruuden läpimitta kasvaisi huomattavasti. Lopputulos siis olisi että avaruus olisi täysin tyhjä hiukkasista.

[tomipa]

Johtopäätelmät olivat ennenaikaisia. Mallin mukaan mustaan aukkoon tippuva elektroni saa liike-energiaerotusmaksimin (eri kvanttiluvuilla) tapahtumahorisontin tuntumassa ja näillä erotusenergioilla on nollakohta puolikkaan Schwarzschildin säteen kohdalla. Mutta mitä en aiemmin huomannut, mustalla aukolla on erittäin syvä minimierotusenergia atomin mittakaavan kokoluokassa, noin 1e-14 m, mutta ei kuitenkaan origossa. Energia on kvanttitilasta riippuen noin 1e20 eV. Lisäsin malliin uuden kuvan mittakaavoista. En tällä kertaa tee johtopäätöksiä.

Vetäydyn nyt löytöretkeilemään lisää, ja kommentoin aihetta vain, jos mallista löytyy virhe. Voin tehdä yksityisesti yhteistyötä, jos joku kiinnostuu vaihtamaan ajatuksia aiheesta tai haluaa kirjoittaa siitä julkaisun.

[jussi_k_kojootti]

Olennaista on se että aina tapahtumat etenee todennäköisyyden mukaisesti.

Kyllä; tämä todella vaikuttaa olennaiselta, siis minunkin mielestäni.

Tämä perustuu siihen että mahdollisuuksien määrä on valtava tulevaisuudessa

Tulevaisuudessa, tai ehkäpä vain olevaisuudessa.

[jussi_k_kojootti]

Tämä on auringon massaiselle mustalle aukolle 1477 m.

Kakkosella ohi :-) eli tuo on auringon Rs:n puolikas.

Siis spekuloin, että putoava aine ei voi koskaan ylittää tapahtumahorisonttia.

Meidän, ulkopuolisten vinkkelistä ei, mutta putoavan aineen vinkkelistä voi, ja ylittää.