A: Prezentace v HTM\PQ4.htm Nyní se pokusme (a tyto obrázky jsou pak extrahovány z článku) navrhnout, stále v 3D prostoru, soubor čtyř malých kuliček, které tvoří čtyřstěn (objekt velmi snadno orientovatelný), které padají do "krční koule" ve tvaru koule podél "radialních geodetik".
Padají "odskočí" na této krční kouli (podle této imaginerie zvoleného prostoru reprezentace. Ve skutečnosti, v 3D hypersuperfici, jsou geodetiky spojité).
Pamatuji si, když jsem byl mladší, často se na konci schodišť nacházely chromované koule. Pokud žijete v bytě, kde se nachází tento druh objektu, můžete provést experiment, díky svým čtyřem rukám, házejíc malými ocelovými kuličkami na ně.
Po odrazu čtyři kuličky tvoří obrácený čtyřstěn:
Zvětšíme čtyřstěn, abychom lépe viděli tuto obrácenost. V jeho počáteční konfiguraci vypadá takto:
"Orientujeme" jeho stěny. Například přidáme směr procházení ADB, atd... tak, že při porovnání tohoto "pohybu" s pohybem víčka, špička víčka bude směrována ven (šipky). Takto jsou orientovány čtyři stěny. Porovnejme nyní tento čtyřstěn s tím, který vznikl z kuliček, které "odskočily" od krční koule:
Orientace stěn byla obrácena. Pokud by můj nákres byl přesnější, mohly by být dva objekty umístěny na obou stranách zrcadla, jeden by byl enantiomerní obrazem druhého.
Pro Schwarzschilda je to stejné: objekty se objeví "na druhé straně", a pokud bychom je mohli "vidět skrze", vypadaly by enantiomerně. Ale nemůžeme je "vidět skrze". Pro "vidění" by bylo třeba, aby fotony mohly komunikovat mezi dvěma "sousedními" oblastmi těchto "prostorových časů", které jsou P-symetrické.
Zatímco, co se týká "neradiálních" trajektorií? Výpočty geodetik dávají rovinné trajektorie, které "odskočí" od Schwarzschildovy koule. Podívejte se na následující obrázek.
Zbývá tato věc s časovou proměnnou, krátce zmíněnou výše. Jak jsem vám řekl, v otázce výběru proměnných máme všechna práva. Tento výběr zůstává plně libovolný, protože objekt, hypersuperfice prostorového času je "invariantní vzhledem ke souřadnicím", existuje nezávisle na volbě souřadnic, které slouží k označení bodů, které jsou na něm, což jsou "události", body prostorového času, hypersuperfice 4D.
Ale pak, co je čas, co je prostor, pokud je všechno tak libovolné?
Existuje čas, který nemůžeme dotknout, který je jediným skalárním vlastním časem hypersuperfice: je to vlastní čas. Vlastní čas je "délka" v této prostorové časové hypersuperfici. Předpokládáme, že objekty se mohou pohybovat pouze podél geodetik (4D). Na geodetice vezmeme pár bodů (A, B). Délka Ds, která je mezi těmito dvěma událostmi, dělená c, konstantou, konkrétně rychlostí světla v oblasti daleko od krční koule, je časový interval vlastního času Dt, který odděluje tyto dvě "události", a to bez ohledu na zvolený prostorový časový systém souřadnic. Tato veličina Dt je jediná, která má fyzikální vnitřní význam.
Představte si, že jste se pohybovali po zemské kouli podél geodetiky (velkého kruhu), cestující z bodu A do bodu B. Pokud řeknete:
- Jel jsem z bodu s délkou jA a šířkou qA do bodu s délkou jB a šířkou qB
co by znamenaly množství (jB - jA) a (qB - qA)? Budou záviset na bodech, kde jste rozhodli umístit své póly, na vašem výběru souřadnic. Na druhé straně, pokud řeknete:
- Prošel jsem touto geodetikou 2347 kilometrů.
Tato měření bude mít význam bez ohledu na zvolený systém souřadnic.
Viděli jsme, že na kouli můžeme instalovat souřadnice, které způsobí vzhled jedné nebo více singulárních bodů. Pól je místo, kde délka j již není definována. Viděli jsme také, že jednoduchou změnou souřadnic můžeme odstranit "nezajímavou oblast plochy" (kde r < Rs) a kde bychom našli prvek délky Ds čistě imaginární. Je to přesně to, že v původním formulaci metriky Schwarzschilda vede k prvkům délky (vlastního času), čistě imaginární, což nás vedlo k předpokladu, že jsme pak "mimo hypersuperfici". Neexistuje žádný absolutní systém souřadnic. Ale můžeme se rozhodnout pro výběr jedné souřadnice prostoru, která má alespoň výhodu odstranit singularity, což jsme udělali. Také neexistuje žádný "absolutní kosmický čas". S Midym, v našem posledním článku, citovaném výše, jsme ukázali, že "počáteční singulární" považovaná za "okamžik vzniku našeho vesmíru" vyplývá z konkrétního výběru proměnné času a že jiný výběr, nejen udrží všechny pozorovatelné veličiny, začínaje červeným posuvem, ale také odstraní tuto počáteční singulární, jako ten samý hřích. Otázka "co bylo před Velkým třesknutím?" ztrácí pak smysl. Zmatené, připouštím, ale otázka vyplývá z prostorového časového paradigmatu. Je ekvivalentní: "co je v centru černé díry?" Je tedy plně legální změnit časovou souřadnici, použitím "Eddingtonova času" (změna proměnné byla uvedena výše), za podmínek, kdy umožňuje spojit tuto lokální geometrickou strukturu s Minkowského časoprostor, s relativistickým (v smyslu speciální relativity) a rovným, bez zakřivení, prázdným časoprostor. Ale myšlenka je vytvořit celý časoprostor jednou metrikou. Vedoucí myšlenka se opět nachází v teorii grup a zkoumání "grupy izometrie" metriky Schwarzschilda.
Skupina izometrie skrývá celou sadu geometrických transformací, které nechávají metriku nezměněnou (takže nezměněnou hypersuperfici). Skupina izometrie objektu koule je skupina rotací ve prostoru plus symetrie (vzhledem k rovině nebo ose procházející jejím středem, vzhledem k bodu, který je středem). Tuto skupinu nazýváme O3 (zkrácený "ortogonální skupina tří rozměrů". Viz úvod k Geometrické fyzice B). Obsahuje všechno. Ale pokud odstraníme symetrie vzhledem k ose, rovině, bodu, stane se SO3 (skupina "speciální ortogonální tří rozměrů").
Geometrie Schwarzschilda má symetrie. Dosud se jí připisovala symetrie SO3 (rotace ve prostoru). Ale ve skutečnosti má skupinu izometrie O3, tedy obsahuje P-symetrii (symetrii vzhledem k bodu). Vezměte si čtyřstěn z předchozího. Jeho symetrie vzhledem k bodu je enantiomorfní, P-symetrický prvního.
V části o skupinách na webu jsme ukázali, jak skupina "sekrétuje prostor" nebo přesněji "sekrétuje geometrické objekty". Souriau je nazývá "druhy" skupiny. Takže to není koule, která generuje skupinu SO3, ale naopak. Koule jsou druhy této skupiny. Druh ve smyslu taxonomického termínu (Larousse. Taxonomie: věda o klasifikaci druhů). Řekli jsme, že fyzici často dělají matematiku bez toho, že by to věděli a naopak. Relativistická fyzika a velké pokroky v teorii skupin vznikly na přechodu století: Klein, Poincaré, Lorentz, Cartan atd. následující práce geniálního norského Sophuse Lie. Všechno začalo se spojovat. Byly to práce fyziků, které stimulovaly práce matematiků, nebo naopak? Bezpochyby vzájemně se stimulovali. Relativita má svůj časoprostor, Minkowského (definovaný jeho "metrikou"). Jeho "skupina izometrie" je skupina Poincarého, která sama vznikla kolem skupiny Lorentz (viz úvod k Geometrické fyzice B). Souriau ve své knize "Struktura dynamických systémů", Dunod, 1974, str. 197 až 200, byl první, kdo ukázal, že skupina Poincarého "sekrétuje retrochronní objekty" a to souvisí s obrácením jejich hmotnosti. Vidíme tedy mechanismus: fyzici ukazují na fyzikální jev, například invariance rychlosti světla: Michelsonův a Morleyho experiment. Matematikové pak tento jev přepočítávají v termínech skupin. Ale mezi těmito skupinami jsou prvky, které se zdají odkazovat na nové objekty: záporné hmotnosti.
Fyzik pak zvedne obočí. Pokud by záporná hmotnost narazila na kladnou hmotnost, výsledek by byl ... nic, nic. Nezaměňujte to s anihilací hmoty a antihmoty (která má vlastně kladnou hmotnost), která produkuje ekvivalent energie-hmoty ve formě fotonů. Protože záporné hmotnosti m* = - m mají zápornou energii E* = m*c2 = -mc2, bilance energie je ... nula. Po čtvrtstoletí tyto záporné hmotnosti, objevené Souriau, zůstaly "matematickou záhadou" (což samotný Souriau věřil).
V roce 1998 jsem vytvořil geometrický kontext, dvojčete (viz články Geometrické fyziky B), kde mohly tyto záporné hmotnosti volně pohybovat, v jejich přirozeném prostředí: svět, kde se souřadnice času obrací.
Práce (článek "Questionable black hole" : "Pochybnosti o existenci černých děr") který je tímto textem populárně prezentován, se opírá o teorii skupin. Nejprve jsem si uvědomil, že skupina izometrie metriky Schwarzschilda není SO3XR (3D rotace plus časové translace, což vyjadřuje, že objekt je invariantní v čase, stacionární), ale O3XE1 (včetně například P-symetrie a T-symetrie). To se stalo vodítkem pro rozšíření geometrického kontextu, společně s pohledem Eddingtona z roku 1924. Symetrie jsou pak využity s modelem "PT-symetrickým": kde se souřadnice prostoru a času obrací v dvojčetném světě, myšlenka původně zavedená v roce 1967 Andrejem Sakharovem.
Všechno vám přijde složité? Nechť student pohlédne na metriku Minkowského, tu z Relativnosti:
ds2 = c2 dt2 - dx2 - dy2 - dz2
Změňte t na - t x na - x y na - z z na -z
Invariance. Skupina izometrie (ta, která nechává tuto metriku nezměněnou) je větší (je to skupina Poincarého "s jejími čtyřmi komponentami"). Tato transformace je jen částí tohoto souboru. Ale vidíte, že metrika Minkowského je invariantní vůči PT-symetrii.
Metrika Relativnosti se vztahuje na relativistický prostor
(t , x , y , z )
Ale může také popisovat svět, kde by souřadnice času a prostoru byly obráceny (PT-symetrický našeho). Nejsou to tachyony. Nic s tím nemá společného. V tomto druhém světě zůstávají rychlosti subluminální.
Shrnutí: metrika Schwarzschilda, přehodnocená s myšlenkou Eddingtona, se stala PT-symetrickou. Takže souřadnice času by měla "přirozeně" obrátit v průchodu krční koulí. Znamená to, že čas, který by prožíval možný cestující v lodi procházející v dvojčetném světě, by se obrátil? Ne. Nic s tím nemá společného. Ten čas je jen souřadnice. Na Zemi, když projdete pod rovníkem, vaše zeměpisná šířka se stane zápornou a nepřecházíte zpět....
Následně jsme zahrnuli tuto geometrii do širšího kontextu, deseti rozměrů, toto číslo odpovídá podle věty od panů Wienera a Graustein, minimálnímu počtu rozměrů potřebných pro to, aby prostor s n rozměry mohl být vložen, s n větší než 2.
Tyto šest dalších rozměrů byly již zavedeny v článcích uvedených v Geometrické fyzice B. Odkazují na kvantové aspekty. Závěr:
-
Duality hmoty a antihmoty existuje ve dvou stranách světa.
-
Když částice hmoty projde tímto hypertorickým mostem, který odpovídá geometrii Schwarzschilda, její příspěvek k gravitačnímu poli se obrátí. Systém rovnic polí navržený již v roce 1994 v Nuovo Cimento (reprodukován v Geometrické fyzice) se takto potvrzuje, stejně jako všechny vývoje prezentované populárně v "Ztratili jsme polovinu vesmíru" (Albin Michel).
-
Když částice hmoty projde jedním z těchto "hypersférických tunelů", zůstává hmotou (ale "CPT-symetrickou"). Stejně tak pro částici antihmoty.
Ale čas přechodu je pak konečný. Takže černé díry nemohou existovat. Tato geometrie Schwarzschilda, upravená špatným výběrem proměnných a špatným výběrem "geometrického kontextu", vedla k tomuto "zamrznutí času", které považujeme za matematický artefakt.
Ale pokud černé díry neexistují, co se stane s neutronovou hvězdou, jejíž hmotnost překračuje fatální kritickou hodnotu? (dvě sluneční hmoty: ta, která způsobí, že tlak v jejím středu jde do nekonečna).
Níže je hodnota tlaku (v souřadnicích "logaritmické") v závislosti na vzdálenosti od středu neutronové hvězdy (předpokládaná konstantní hustota), pro různé hodnoty jejího vnějšího poloměru (tj. její hmotnosti), získaná pomocí klasického modelu Tolman-Oppenheimer-Volkov. Kritická křivka odpovídá hodnotě dvou slunečních hmot.
Vidíte, že dokud hmotnost hvězdy zůstává výrazně nižší než kritická hodnota, růst tlaku do středu zůstává omezený. Ale jakmile tato hmotnost přibližuje kritickou hodnotu, tento tlak se zrychlí, až se stane nekonečným ve středu (kritická křivka).
Dále článek představuje návrh modelu a ne model. Podle nás by růst tlaku měl ovlivnit "fyzikální konstanty", včetně místní hodnoty rychlosti světla, která by měla také jít do nekonečna. Předpokládáme, že by to mělo způsobit otevření hypertorického přechodu v centru hvězdy. Jako čistě indikativní, vypočítali jsme tlak pokračujícím použitím modelu TOV, pro hmotnosti vyšší než kritická, dvě sluneční hmoty, což způsobí nárůst tlaku do nekonečna (fyzikální kritický stav), zároveň zůstávající nižší než hmotnost 2,5 slunečních hmot, která odpovídá klasické "geometrické kritické hodnotě": když se Schwarzschildův poloměr rovná vnějšímu poloměru hvězdy. Model TOV je založen na stacionárním řešení, toto tedy zřejmě nemá hodnotu modelu. Stačí si všimnout extrémně rychlého rozšíření koule (p = nekonečno) od středu hvězdy, pro poměrně malé přírůstky hmoty.
Křivka tlaku se zdá jít doprava jako "pohyb bičem".
(Poznamenejme, že jsme použili slovo "nekonečno", zatímco něco výše jsme pochybovali o legálnosti tohoto slova. Řekněme, že jev nastane, když tlak překročí prahovou hodnotu. Ale to bude pravděpodobně vyžadovat "kvantové přírůstky" do modelu). Začali jsme pracovat, Pierre Midy a já, na této otázce. Podle nás by existovaly dva možné scénáře.
Měkká verze: neutronová hvězda získává proud hmoty z kompanionské hvězdy (hvězdný vítr), což jí umožňuje dosáhnout dvou slunečních hmot, hmotnost, která způsobí, že tlak jde do nekonečna. Pak se otevře hypertorický přechod v jejím středu, přes který se přebytečná hmota vyplácí. Když se dostane do dvojčete, její hmotnost se obrátí, rozptýlí se a bude silně odstrkována neutronovou hvězdou, jejíž působení se projeví, a kde se bude chovat, pro tuto přenesenou hmotu, jako odpudivý objekt. Vyplavení přes hypertorický přechod proběhne rychlostí relativistickou a důležitost této struktury (povrch krční koule) bude záviset na průtoku. Pokud je přírůstek kontinuální, hypertorický přechod bude fungovat jako "přeplňovací ventil" pracující stále a zajišťující průtok. Následující obrázky naznačují dvě oblasti hvězdy, v podkritickém stavu:
a s "průtokem":
Tvrdá verze: fúze dvou neutronových hvězd. Proces bude mnohem náročnější. Hypertorický přechod se vytvoří a rychle roste, relativistickou rychlostí, požírající velkou část hmoty. Všechno to bude doprovázeno gravitačními vlnami a "gamma záblesky". Předpokládáme, že jen část hmoty bude přenesena. Skutečnost, že hmota přechází na druhou stranu, se obrátí, a přispěje záporně k gravitačnímu poli. Takže zmenší tlak působící na neutronovou hvězdu. Ale jen nestacionární řešení správně sestavené, odkazující na objekt ne kouli (nepravděpodobné pro neutronovou hvězdu), ale axisymetrický, může přinést začátky odpovědí.
Nezmínili jsme výše toto aspekt a odborník by mohl říct:
- Neutronové hvězdy nemohou mít kulovou symetrii. Černá díra není odvozena z metriky Schwarzschilda, ale z metriky Kerr, která je jiná (má jinou skupinu izometrie).
Právě teď, Midy a já, přehodnocujeme celou práci s metrikou Kerr, což nevypadá jako technické obtíže. Krční koule, místo koule, se stane jednoduše eliptickou.
Vraťme se k tomuto návrhu modelu přenosu. Jev "tvrdý" může přenést většinu hmoty do dvojčete. Jakmile "gravitační napětí" klesne dostatečně, hypertorický přechod se automaticky uzavře. Doba jevu bude pravděpodobně velmi krátká, řádově několika desetin milisekundy. Zůstane pak v našem vesmíru zbytečná hmota, která může zůstat "v okolí", ale bude odstrkována hmotou (neutronovou hvězdou), která byla přenesena téměř úplně do dvojčete. Tato zbytečná hmota, zůstávající v našem prostorovém čase, tvoří prstenec plynu, podobný kouřovému prstenci, který se pak rychle ochladí zářením, pokud není žádný zdroj energie v blízkosti, žádná horká hvězda, například. Minimální teplota, kterou by tento objekt měl, by nemohla být nižší než teplota kosmického pece, ve kterém plave: 3 K. To by byl klíčový pozorovatelný jev. Následující obrázek je 2D didaktický obraz jevu.
Pokud tento model drží, měli bychom najít chladné nebo relativně chladné plynné prstence, které se zdají být uspořádané kolem neviditelného objektu. Dynamicky tyto objekty obíhají kolem neviditelného odpudivého objektu: neutronové hvězdy přenesené do dvojčete. Některé z "proplydů" nedávno objevených by mohly být takové objekty? Pozorovatelé poskytnou odpověď. Obtížnost je v tom, že tyto objekty byly objeveny jen proto, že se vykreslují na jasnějším pozadí (jako proplydy, které se objevují na pozadí Orionovy mlhoviny). Jsou pak zahřáté zářením blízkých hvězd.
"Dobrá" toroidní mlhovina by byla vzdálená od jakéhokoli zdroje záření, tedy tmavá. Ale možná jev polarizace světla pocházejícího z pozadí nám umožní i tak jeho detekci. Mapování polarizace je důležitá úloha pozorovatelské astronomie. To však, jev může nastat i v dvojčetném světě, který nám pak pošle hmotu, stejně náročně.
V článcích Geometrické fyziky A jsme vyvinuli argumenty, podle kterých se hvězdný jev nevyskytne v dvojčeti, které je teplejší než náš. Hmotnost dvojčete může se seskupit do obrovských skupin, zářících v infračerveném spektru, strukturovaných jako obrovské protohvězdy, ale jejich doba ochlazování by překročila věk vesmíru. Tyto skupiny by pak fungovaly jako protohvězdy, které se nikdy nezapožehnaly. Odpuzují naši hmotu a jsou odpovědné za VLS, za strukturu velkého měřítka naší hmoty, kde je labyrintní, uspořádaný kolem obrovských prázdných bublin, jejichž průměr je řádově stovky milionů světelných let, a jejich existence, mimo toto vysvětlení modelu dvojčete (simulace), zůstává dosti nesrozumitelná.
Poslední poznámka. Neobjevujeme antihmotu v našem světě. Zároveň pozorujeme porušení paritního principu a někteří považují tyto dvě věci za spojené. A. Sakharov navrhl v roce 1967, že porušení principu parity může být obrácené, v dvojčeti. Pokud je to pravda, pokud je spojení s udržením jedné z druhů, tyto obrovské skupiny by pak byly složeny z antihmoty dvojčete, PT-symetrické naši (s negativními hmotnostmi, protože se vyvíjejí v univerzu s obrácenou souřadnicí času).
Ukončeme tím, že představíme řadu obrázků, které jsou pokusem o popis 2D (jednoduchý didaktický model) jevu přenosu. V článcích uvedených na webu jsme ukázali (a to vyplývá z konstrukce systému spojených rovnic pole) že křivosti skalárů obou světů jsou obrácené, v sousedních oblastech:
R* = - R
Didaktický 2D model hmoty umístěné v našem světě je geometricky "zahnutý konus". Dvojče pak bere tvar "zahnutého negativního konusu" ("spojené geometrie"). Geometrie dvojčete, kde je jen prázdný prostor, je pak "indukovaná geometrie".
Didaktický obrázek hrubé "spojené geometrie" obou světů.
Hmota se nachází v zahnuté části konusu (šedá oblast). Když je dosaženo kritičnosti, objeví se "konický bod" (nekonečná hustota křivosti) v šedé oblasti (ekvivalent nárůstu tlaku na nekonečnou hodnotu). Konický bod je bod, kde "hustota křivosti" je nekonečná.
Následující obrázky naznačují další proces. Níže, struktura krční koule se vytváří.
Následující obrázek (předpokládá se zde přenos celé hmoty do dvojčete) znázorňuje "polovinu času".
Podle našeho názoru se tato geometrie Schwarzschilda vztahuje k tomuto okamžiku. Kruh krční koule pak zahrnuje obě plochy. Skalární křivost je nulová všude (důsledek řešení s nulovými pravými stranami). Jednoduchá poznámka: geodetiky se snadno vytvářejí na plochách s záhyby. Zkuste s roličkou lepicího pásku.
Níže, hned před uzavřením konického bodu, když se zúží v dvojčetném listu, podle konického bodu.
Po oddělení je hmota (šedá) převedena do dvojčete, které pak ve našem světě vytváří "negativní indukovanou křivost".
Září 1999. Pokračování... Předchozí stránka Vědecký článek v angličtině