Mistä mustat aukot on tehty?

[Hiefel]

Tulin miettineeks että sen on vähä huono olla singulareetti kun mikro-aukoissakaan se ei ole tarpeeksi vakaata ja mitenkä muutenkaan aine voisi puristua pisteeksi? Että tämä olisi mahdollista, täytyisi olla valkoinen aukko joka sylkisi mustan aukon aineen, mutta tämä on täysin teoriittisella pohjalla. Eli olisiko se sitten neutroneja vieriviereen vai jotain pienempää?

[RJ]

Tulin miettineeks että sen on vähä huono olla singulareetti kun mikro-aukoissakaan se ei ole tarpeeksi vakaata ja mitenkä muutenkaan aine voisi puristua pisteeksi? Että tämä olisi mahdollista, täytyisi olla valkoinen aukko joka sylkisi mustan aukon aineen, mutta tämä on täysin teoriittisella pohjalla. Eli olisiko se sitten neutroneja vieriviereen vai jotain pienempää?

Tarkennapa tai selvennä kysymystä ennen kuin aletaan purkamaan asiaa. (Hieman arveluttavaa rekisteröityä näin muotoiltua kysymystä varten foorumille..)

[Hiefel]

Eli, mistä aineesta musta aukko muodostuu olettaen että se ei ole singulareetti vaan pallomaisen muodon omaava normi taivaankappale?

[RJ]

Eli, mistä aineesta musta aukko muodostuu olettaen että se ei ole singulareetti vaan pallomaisen muodon omaava normi taivaankappale?

Näen pari oleellista lähtökohtaa kysymykseen: a) Mustia aukkoja voidaan tutkia kunnolla vain teoreettisesti, eikä sellaista mustaa aukkoa käsittääkseni tunneta, jossa ei ole singulariteettia. b) Havainnoissa nähdään suuria massakeskittymiä, joille ainoa toimiva malli on musta aukko. Ts. kun riittävän paljon materiaa pakataan pieneen tilavuuteen (Schwarzschildin säde), nyky-ymmärryksen mukaan siitä muodostuu välttämättä musta aukko. Oletus näin suuresta massatiheydestä ilman mustaa aukkoa on mieletön fysiikan puitteissa.

Musta aukko muodostuu samasta materiasta kuin kaikki muukin aine. Aineen puristuessa gravitaation vaikutuksesta kasaan lämpötila nousee, ja aine käy läpi olomuodon muutoksia samaan tapaan kuin alkuräjähdyksessä*.

*) http://en.wikipedia.org/wiki/Big_Bang#Timeline_of_the_Big_Bang

[tnjrp]

Sillä varauksella, että kaiken sortin singulariteetteja pidetään melko yleisesti indikaationa siitä, että annettu teoria on "ylittänyt valtuutensa", siis on siirrytty alueelle, jota teoria ei kata. Usein arvellaan, että kvanttigravitaatioteoria tulee purkamaan tämän tiesulun, mutta melkein arvelisin ettei täällä kellään ole esittää oikeasti perustelua arvausta siitä, mitä sen pohjalta tullaan aineen olomuodosta mustassa aukossa esittämään. On sen verran hakusessa tuo teoria vielä, käsittääkseni.

[Kaizu]

Suhteellisuusteoriaan (sokeasti) uskovana väitän että tämä on niitä asioita jotka aika hoitaa. Mustaan aukkoon putoavan aineen aika hidastuu sitä mukaan kuin vauhti kiihtyy ja kiihtyvyys kasvaa. Tapahtumahorisontin kohdalla aika pysähyy. Täältä ulkoa katsellen aine ei koskaan etene tapahtumahorisonttia pidemmälle joten ongelma poistuu maton alle.
Vastaavasti jos lähestymme selkä edellä tapahtumahorisonttia, meistä näyttää että muu maailmankaikkeus saa lisää kierroksia ja kun saavutamme tapahtumahorisontin, on muu maailmankaikkeus jo kohdannut loppunsa eikä kukaan ole enää kiinnostunut siitä miten meille käy.

Kaizu

Ai niin, ne tähdet joissa on neutroneita vieri vieressä ovat neutronitähtiä.

[jaava]

Usein arvellaan, että kvanttigravitaatioteoria tulee purkamaan tämän tiesulun

Tällainen on kyllä jo kehitetty. Ei tuonut helpotusta.

Kyllä linkkiketjun aiheessa ollaan pahasti fysiikan harmaalla alueella. Periaatteessa (minusta) teorian statuksen voi saada vain malli joka on myös kokellisesti osoitettu toimivaksi kyseessä olevalla alueella (mustassa aukossa) (en ota kantaa kuinka se olisi mahdollista).
Mustan aukon "koostumusreseptissä" on malleja käytetty niiden kokeellisen toimivuusalueen ulkopuolella, ja lisäksi tilanteessa, jossa gravitaation että kvanttimekeniikan mallien pitäisi toimia yhdessä. Tunnetustihan ne eivät muodosta yhteen laitettuina sisäisesti yhtenäistä (konsistentia) rakennelmaa.

Mutta jos spekulointi sallitaan, niin sekä aine että voimakentät kokevat muutoksia kun paljon materiaa ja energiaa sullotaan pieneen tilaan. Ensimmäisenä molekyylit hajoavat alkuaineisiinsa, sitten atomit menettävät elektroniverhonsa. Tämän jälkeen tullaan heikon ja vahvan ydinvoiman alueelle, jossa ytimet hajoavat alkeishiukkasiksi. Jos alkeishiukkaset rakentuvat säikeistä, voisi ajatella niidenkin menettävän monimuotoisuuttaan ja palautuvan joksikin vielä yksinkertaisemmaksi. Joka sitten on pakkaantunut 0-ulotteiseksi pisteeksi, jolla on äärellinen massa. Jos ajatusleikkinä aletaan mittaamaan tuon pisteen kokoa niin mitä sillä tarkoitetaan. Aikaa ei enään ole, miten sitten on etäisyyksien kanssa.

Vielä hurjempaa spekulaatiota (massan ujous):

Säijeteorioiden yhteydessä puhutaan braaneista, kun tarkoitetaan meille näkymättömien ulottovuuksien muodostamia aika-avaruuksia. Voisi ajatella massan meidän 4-ulotteista avaruusaikaa kaarruttavan ominaisuuden (gravitaation), valon nopeuden, tyhjiön kuplimisen jne välittyvän/määräytyvän jonkin tai joidenkin braanien myötävaikutuksella/kautta. Mustan aukon tapauksessa se (aukko) voisi olla yhteydessä meidän 4-ulotteiseen avaruusaikaamme "halkaisijamitattavana"/"kosketettavana" oliona enään hyvin pienen reijän kautta. Massalla/energialla olisi siis taipumus siirtyä muihin braaneihin osittaiseen "piiloon" (mitä enemmän massaa sitä enemmän piilossa), lukuunottamatta gravitaatiovaikutusta, jonka esittelemistä massa ei ujoile meidän avaruusajassamme.

Tästä ei ole mystiikka enään kaukana
JV

[RJ]

Sillä varauksella, että kaiken sortin singulariteetteja pidetään melko yleisesti indikaationa siitä, että annettu teoria on "ylittänyt valtuutensa", siis on siirrytty alueelle, jota teoria ei kata. Usein arvellaan, että kvanttigravitaatioteoria tulee purkamaan tämän tiesulun, mutta melkein arvelisin ettei täällä kellään ole esittää oikeasti perustelua arvausta siitä, mitä sen pohjalta tullaan aineen olomuodosta mustassa aukossa esittämään. On sen verran hakusessa tuo teoria vielä, käsittääkseni.

Musta aukko ei ole sama asia kuin singulariteetti. Singulariteetti on matemaattinen piste, jossa teoria menee rikki (divergoi). Vähän ennen tätä pistettä saavutetaan raja, jossa gravitaatio on niin voimakas, että tarvitaan kvanttigravitaatiota.

Vaikka yleinen suhteellisuusteoria hajoaa singulariteetissa, ei ole mitään syytä epäillä etteikö teoria kuvaisi suurimman osan mustasta aukosta oikein. Tapahtumahorisontti on isoilla aukoilla kaukana singulariteetista.

Singulariteetteja on muissakin fysiikan teorioissa, ja ne toimivat silti hyvin. Esimerkiksi klassisessa sähkömagnetismissa pistevarauksen itseisenergia divergoi. Tästä huolimatta teoria on toimiva ja tarkka, kun tutkitaan kvanttirajaa isompia skaaloja.

Tällainen on kyllä jo kehitetty. Ei tuonut helpotusta.

Kova on halu herättää spekulatiivista keskustelua, mutta ehdotan kuitenkin että pitäydytään tunnetuissa faktoissa. Astronetin tiedekeskustelut ovat pysyneet asialinjalla, joka on nykyään netissä kovin harvinaista. Jos spekulaatiot päästetään vauhtiin, lopputuloksen voi käydä toteamassa esim. tiede.fi:n fyssa/astro keskusteluista.

Vaikka teoreettinen fysiikka vaikuttaa usein yleistajuisesta näkökulmasta mystiseltä, ei näin käytännön tieteessä ole. On jokaisen omalla vastuulla sivistää itseään riittävästi ymmärtääkseen tieteen rajat ja heikot kohdat. Nämä määräytyvät tiedeyhteisön kollektiivisen näkemyksen mukaan.

Eli kvanttigravitaatiolle ei ole formuloitu järkevää teoriaa vielä. Kaikenlaisia polkuja asian suhteen tutkitaan, mutta kysymys on osoittautunut todella vaikeaksi.. ehkä aika ei ole vielä kypsä tälle. Todennäköisesti kvanttifysiikan kaikkia puolia ei tunneta riittävän syvällisesti. Yleinen suhteellisuusteoria tunnetaan kyllä hyvin.

Kyllä linkkiketjun aiheessa ollaan pahasti fysiikan harmaalla alueella. Periaatteessa (minusta) teorian statuksen voi saada vain malli joka on myös kokellisesti osoitettu toimivaksi kyseessä olevalla alueella (mustassa aukossa) (en ota kantaa kuinka se olisi mahdollista).
Mustan aukon "koostumusreseptissä" on malleja käytetty niiden kokeellisen toimivuusalueen ulkopuolella, ja lisäksi tilanteessa, jossa gravitaation että kvanttimekeniikan mallien pitäisi toimia yhdessä. Tunnetustihan ne eivät muodosta yhteen laitettuina sisäisesti yhtenäistä (konsistentia) rakennelmaa.

Fysiikan lait tunnetaan kokeellisesti suhteellisen lähelle singulariteettia asti. Kyse on hiukkasfysiikan kokeissa saavutettavasta energiatiheydestä. Tällä hetkellä aineen käyttäytyminen tunnetaan empiirisesti alle nanosekunnin päähän alkuräjähdyksen singulariteetista (kts. linkki wikipediaan yllä). Varmasti kvanttigravitaatio muuttaa käsityksen mustista aukoista monelta kantilta, mutta ei ole mitään syytä olettaa yleisen suhteellisuusteorian mukaisen mallin olevan käyttökelvoton.

[tnjrp]

Musta aukko ei ole sama asia kuin singulariteetti. Singulariteetti on matemaattinen piste, jossa teoria menee rikki (divergoi). Vähän ennen tätä pistettä saavutetaan raja, jossa gravitaatio on niin voimakas, että tarvitaan kvanttigravitaatiota.

Vaikka yleinen suhteellisuusteoria hajoaa singulariteetissa, ei ole mitään syytä epäillä etteikö teoria kuvaisi suurimman osan mustasta aukosta oikein. Tapahtumahorisontti on isoilla aukoilla kaukana singulariteetista

Niin toki, jos mustaa aukkoa käsitellään kokonaisuutena. Meidän tavallisen universumin pulliaisten kannalta periaatteessa riittäisi ajatella se tapahtumahorisontiksi, siltä rajalta kun ei mitään informaatiota palaa takaisin meille (tosin muistaakseni on esitetty, että Hawkingin säteily tavallaan palauttaisi informaation tapahtumahorisontin takaa, mutta en ole sen kummemmin selvillä miten tämä perustellaan).

Kuitenkin olen edelleen sitä mieltä, että mustan aukon "sisärakenteen" implikoituminen singulariteetiksi katsotaan fyysikan kentässä ongelmalliseksi asiaksi painovoiman ymmärtämisen kannalta. Samoin kuin muistakin singulariteeteista, siitä haluttaisiin kovasti eroon. Siis löytää teoria, jonka "mandaatti" kattaa kyseisen tilanteen.

Eli kvanttigravitaatiolle ei ole formuloitu järkevää teoriaa vielä. Kaikenlaisia polkuja asian suhteen tutkitaan, mutta kysymys on osoittautunut todella vaikeaksi

Juurikin näin.

Mystiikan tai metafysiikan kanssa näillä asioilla ei sinänsä ole tekemistä (ellei joku halua sellaisia niihin teipata), vaikka joissain asioissa mennäänkin vielä aika lailla hypoteesipohjalta.

[jaava]

Off-topic keskustelua:

Kova on halu herättää spekulatiivista keskustelua, mutta ehdotan kuitenkin että pitäydytään tunnetuissa faktoissa. Astronetin tiedekeskustelut ovat pysyneet asialinjalla, joka on nykyään netissä kovin harvinaista. Jos spekulaatiot päästetään vauhtiin, lopputuloksen voi käydä toteamassa esim. tiede.fi:n fyssa/astro keskusteluista.

Olet Ricke aika tiukka tässä asiassa. Minusta rajoja ei pidä asettaa niin, että kaikenlainen ajatuksilla leikettely sulkeutuu pois. Armeijassa  ja kirjanpito-osastoilla on asialinja, mutta ei sekään tuota kovin innoittavaa tulosta. En tiedä mitä tuolla mainitsemallasi foorumilla tapahtuu, mutta luulisin täällä keskustelijoiden palautuvan maan pinnalle palautteen ja moderoinnin toimesta.

On jokaisen omalla vastuulla sivistää itseään riittävästi ymmärtääkseen tieteen rajat ja heikot kohdat. Nämä määräytyvät tiedeyhteisön kollektiivisen näkemyksen mukaan.

Minusta sinä vaadit melkoisen mahdottomia keskivertoihmiseltä. Kyllä matti meikäläisellä pitää olla oikeus ymmärtää ja tietää visioista. Myös niillä, jotka eivät yllä keskivertokastiinkaan. Tai niillä, joilta rittää kiireidensä keskellä vain vähän aikaa sivistää itseään.

JV

[Kaizu]

Minusta tämän foorumin positiivinen piirre tähän saakka on ollut että jopa nämä kosmologiakeskustelut pysyvät lähes asiallisina. Ricken mainitsemalla foorumilla jutut menivät minun ymmärrykseni yli niin paljon että tunsin olevani väärällä planeetalla. Silloin kun keskustelussa aletaan spekuloida sekundäärillä argumenteilla, vetäydyn yleensä omien ajatusteni pariin odottelemaan parempaa keskustelua.

Luonto ei taida olla kiinnostunut luonnonlakien tutkijoiden ymmärryksen tasosta. Maailma vain on sellainen että yksinkertaisten ihmisten on vaikea ymmärtää monimutkaisia asioita. Popularisoijat yrittävät kaventaa tätä kuilua mutta joskus vaan käy niin että se asia ei mahdu korvien väliin. Aikaisemmin laitoin sen huonojen esittäjien syyksi mutta nyttemmin olen viettänyt enemmän aikaa peilin ääressä, ja sitten taas lukemaan sama asiaa uudelleen.

Kaizu

[Reijo Teränen]

Ongelmia teorioiden  selityskyvyssä( Wikipedia) MUSTAT AUKOT,onko niitä olemassa,jos ei ,mitä ovat ultrakompaktit supermassiiviset kohteet,joita on havaittu ja mikä fysiikka niitä hallitsee .
Sitten oli " hiljattain ratkaistuja ongelmia " KVASAARIT  ,voimakkaan säteilyn selitetään johtuvan aineen putoamisesta galaksin keskustassa olevaan MUSTAAN AUKKOON .Ristiriitaista , ensin ei tiedetä onko mustia aukkoja ja sitten todetaan että aine putoaa mustaan aukkoon .

[RJ]

Offtopic jatkuu (mutta mielestäni kovin aiheellista keskustelua):

Olet Ricke aika tiukka tässä asiassa. Minusta rajoja ei pidä asettaa niin, että kaikenlainen ajatuksilla leikettely sulkeutuu pois. Armeijassa  ja kirjanpito-osastoilla on asialinja, mutta ei sekään tuota kovin innoittavaa tulosta. En tiedä mitä tuolla mainitsemallasi foorumilla tapahtuu, mutta luulisin täällä keskustelijoiden palautuvan maan pinnalle palautteen ja moderoinnin toimesta.

Ehkä näkemykseni on tiukka, mutta myös mielestäni ihan aiheesta. Netistä ei löydy montaa paikkaa jossa fysiikasta voi keskustella asiallisesti suomeksi.

Spekulatiiviset yleisökysymykset ovat luonnollisia millä tahansa erikoisalalla. Maallikon on vaikea muotoilla järkeviä kysymyksiä. Asiantuntijan tehtävä on ensin pyrkiä selvittämään mitä itseasiassa kysyjä haluaa tietää.

Spekulointi itsetarkoituksena on kokonaan toinen asia. Siinä ei ole enään kysymys yleistajuistamisesta, eikä se usein lisää itse asian ymmärrystä muille. Lisäksi homma riistäytyy käsistä, kun porukkaan liittyy sopivia höyrypäitä (heitä on bannattu täältäkin). tiede.fi:n lisäksi esimerkiksi kamalasta huuhaasta kelpaavat monet suomenkieliset Usenet-uutisryhmät. Rajan vetäminen täydellisen huuhaan ja spekulaation välille on mahdotonta.

Minusta sinä vaadit melkoisen mahdottomia keskivertoihmiseltä. Kyllä matti meikäläisellä pitää olla oikeus ymmärtää ja tietää visioista. Myös niillä, jotka eivät yllä keskivertokastiinkaan. Tai niillä, joilta rittää kiireidensä keskellä vain vähän aikaa sivistää itseään.

No mutta, en minä mitään vaadi! Oikeuksia ja velvollisuuksia on näissä asioissa vähän. Homma perustuu pitkälti yksittäisten tutkijoiden vapaaehtoisuuteen. Tutkijan leipä tulee tieteestä. Tieteen pr-puoleen ja popularisointiin satsataan taloudellisesti meilläpäin (Euroopassa) paljon vähemmän kuin rapakon toisella puolen. Moraaliselta kannalta tieteen yleistajuistaminen on mielestäni jokaisen tutkijan velvollisuus, mutta spekulointiin ei tarvitse ryhtyä.

[jaava]

Ehkä näkemykseni on tiukka, mutta myös mielestäni ihan aiheesta.

Hyvän asian puolestahan sinä olet. Ei tehdä tästä foorumista hörhölää, niin kuin on monelle keskustelupaikalle käynyt.

No mutta, en minä mitään vaadi!

en minä toki ajatellut sinun vaativankaan. En tosin usko sinun oikeasti ymmärtäneenkään niin.

Oikeuksia ja velvollisuuksia on näissä asioissa vähän. Homma perustuu pitkälti yksittäisten tutkijoiden vapaaehtoisuuteen.

On todella hienoa että olet täällä kirjoittamassa. Arvostan suuresti näitä keskusteluja ja luulen aika monen lukevankin mielenkiinnolla, vaikka ei osaa aktiivisesti otakaan.
Voiko tästä päätellä lukijakunnassa olevan, ja kenties yleisemminkin, informaatiovajetta ja valistuneitten näkemysten nälkää.

En tiedä välttääkö Eurooppa samanlaisen uskonnollisuuden leviämisen, kuin mitä rapakon takana on käynyt. En myöskään sitä, auttaisiko hurahdusalttiita kansalaisia (olemaan hurahtamatta) järkiperäisempi ymmärrys tieteestä ja sen mahdollisuuksista. Sekä rajoista. Ehkä hyvin ja rationaalisesti perustelluista visioistakin.

JV

[Hiefel]

Kiitos vastauksistanne ^^ ja tällä perusteella tiedänkin jo tarpeeks, pitänee kait siirtyä hiukkasfyysikan puolelle tarkentaaks jos mitään tarkentamisessa jäljellä :P.