Черная дыра Мичелла

Ай да встреча! Стало быть,

Я сумел тебя добыть, –

То-Чаво-На-белом-свете

Вообче-Не-может-быть!

(Л. Филатов)

Рис.1 Млечный Путь и его Черная дыра в центре Галактики.

В огромном излучательном потоке энергии, исходящим из центра Галактики Млечный Путь ученые «увидели» массивную Черную дыру (ЧД). Возможно ли такое?

Что за объекты Черные дыры, как они появились и как их идентифицируют?

Черная дыра – термин, введенный в обиход американским физиком Джоном Уилером в 1969 году. Историки указывают, что предсказание о существовании подобных объектов было сделано более 200 лет тому назад еще одним Джоном – Джоном Мичеллом, профессором Кембриджского университета, пастором англиканской церкви [2]. Мичелл представил в Королевское общество доклад, в котором была предложена идея о том, что массивная звезда может иметь такое сильное поле тяготения, в результате чего свет, который тогда по Ньютону считали состоящим из летящих световых корпускул, не сможет покинуть пределы тяготения звезды. Такие звезды он назвал «темными звездами». Позже к подобному выводу пришел французский математик, физик Пьер Симон Лаплас. Эта идея прозвучала в его первых двух изданиях книги «Изложения системы мира», но из третьего издания она была исключена, возможно, из-за появления новых знаний, а может из-за скромности ученого.

Откуда профессору Мичеллу пришла в голову такая оригинальная идея? Гипотетически могу предположить, что эту идею подкинул ему один из его студентов. Молодые люди любят «прикалываться» (популярный термин современной молодежи) и вот на одной из лекций, когда уважаемый педагог рассказывал о тяготении Солнца и планетарной системе, о звездах, которые в тысячи раз превосходят Солнце, о силе их мощного гравитационного притяжения, один любопытный студент задал каверзный вопрос: «Господин профессор, возможно ли в космическом пространстве встретить звезду с такой огромной массой и мощной гравитацией, что она втянет свои световые корпускулы обратно?» (Сегодня для такого явления космологическая наука имеет свое специфическое название – Черная дыра. Физическое тело, испытавшее гравитационный коллапс и достигшее гравитационного радиуса, называется Черной дырой). Очевидно, студент был продвинутым и знал о схоластическом выражении средневековья: «Если Бог всемогущ, то сможет ли он создать такой камень, который сам не сможет его поднять!» (время-то было гораздо ближе к средневековью). С указанной схоластикой я вижу полную аналогию.

После заданного вопроса профессор Мичелл что-то туманно ответил своему ученику, но серьезно задумался. Спустя некоторое время, после проведенных расчетов, указанный доклад был отправлен в Королевское общество, чтобы застолбить идею, а вдруг…

Сегодня мы видим, что схоластическая идея Мичелла сыграла злую шутку над космологами, поверившими в эту несуразную идею. Выразился категорично, и это может навлечь на меня шквал критики, т.к. на данную тему исписано тонны бумаги. А сколько времени потрачено уважаемых ученых на диспутах, докладах, семинарах, конференциях, и прочих симпозиумах. А сколько суммарной энергии потрачено на обдумывание данной проблемы, может быть она уже соизмерима с энергией, выплеснувшейся от слияния ЧД, зарегистрированной коллаборацией LIGO в 2015-м году.

Так почему же столько внимания в науке уделяется ЧД? Ответ исходит из следующих составляющих: 1) очередное якобы доказательство Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна; 2) непонимание как возникает гравитационное притяжение, так может через ЧД удастся пролить свет на гравитацию, или наоборот, еще больше затемнить; 3) поскольку ЧД невозможно наблюдать, то о них можно фантазировать сколько угодно любому ученому, деятелю от науки, писателю – фантасту; 4) изучение этих таинственнейших небесных объектов помогут ученым продвинуться в понимании фундаментальных вопросов сущности пространства и времени, структуры окружающей физической реальности и, главное, множественности нашего Мира в иных измерениях.

Так что же все-таки это за загадочная Черная дыра? Я тоже не смог отказать себе в удовольствии приложиться к этой теме в свете разработанной мной «Фотонно-квантовой гравитации».

Типы ЧД

После подачи Мичелла за дело взялись математики. А. Эйнштейн разрабатывал свои знаменитые уравнения по гравитации порядка 10 лет, вылившиеся в теорию относительности. Эйнштейн решил подойти к гравитации весьма оригинально, объединив пространство со временем, под названием метрики «пространство-время», позаимствовав данный термин у математика Минковского. Его ключевая идея заключалась в том, что гравитация возникает вследствие искривления пространства-времени, а темп времени зависит от градиента гравитационного поля.

В 1916 году немецкий физик Карл Шварцшильд (Karl Schwarzschield) нашел простейшее сферически симметричное решение уравнений Эйнштейна [3]. Это решение описывает частный случай искривления геометрии пространства-времени под воздействием точечной массы. Искусная разработка Шварцшильда привела к таким понятиям, как «горизонт событий» и названный в честь него – радиус Шварцшильда. Это было несколько странное пространство: оказалось, что если Вы находитесь на расстояниях меньше этого радиуса, то никакая мировая линия не ведет наружу. Т.е. если внезапно оказаться в таком пространстве-времени, внутри радиуса Шварцшильда, то за пределы уже выйти невозможно – вот такая пожизненная тюремная геометрия.

Затем появилось понятие – сингулярность, что-то заменяющую массу. Зачастую используют понятие гравитационной сингулярности, описывающей гравитационное поле, при этом, величины становятся бесконечными или неопределёнными. Сингулярность непосредственно не наблюдается – это лишь теоретические построения, тем не менее, в дальнейшем времени все это вылилось в Черную дыру.

Сингулярность Шварцшильда непроницаема, и ненаблюдаема, т.е. этого в природе не должно существовать! А как образовалось то, чего не существует? Астрофизики использовали еще одно словцо: «коллапс». Данное понятие перекочевало из медицины, указывающее на внезапное падение давления крови.

Коллапс в астрономии: динамическое сжатие массивного тела под действием собственных гравитационных сил, приводящее к значительному уменьшению его размеров. Мне это явление вновь напоминает средневековую схоластику. Я полагаю, что никакого коллапса в природе, кроме медицины, не существует. Как доказать то чего не существует? Ученые пытаются выстроить логическую цепочку на примере Солнца. Представьте картину коллапса на Солнце, в котором отработало, почти выгорело топливо. Солнце схлопывается от 700 тыс. км его радиуса до 3 км и превращается в ЧД. В результате такого коллапса, получили тело огромной плотности.

Но какая сила должна поддерживать эту плотность? Кроме гравитации других сил не находится. Отсюда вопрос: откуда внезапно возникла такая огромная гравитационная сила в угасающей звезде? В моем понимании гравитация поддерживается только энергией, а если энергия угасла, то чем схлопывать и коллапсировать в сверхплотное состояние? В природе никаких коллапсирующих сил кроме гравитации не существует.

Если в природе чего-то не существует, а космологи говорят, что есть! или, по их расчетам должно быть, то это либо фантастика, либо не так считали, либо «не так сели». Истина должна чем-то подтверждаться, но доказать эту истину похоже уже невозможно после «открытия» гравитационных волн и присуждения самой престижной премии за данное открытие, и возможно, она не последняя, т.к. вопрос о реальном существовании Черных дыр тесно связан с тем, насколько верна теория гравитации, из которой следует их существование. А ее теорию проверить чем?

В современной физике считается, что ОТО уверенно предсказывает возможность образования ЧД, является стандартной теорией гравитации и лучше всего подтвержденной экспериментально. Несмотря на то, что ЧД никто, что называется, «в глаза не видел», но ученые, оказывается, «имеют веские доказательства» существования двух различных классов черных дыр. Первые – это ЧД со звездными массами примерно в 10 раз больше Солнца, вторые – сверхмассивные ЧД, которые располагаются в центрах галактик и имеют массу от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца.

Данная классификация по размерам и массе, на мой взгляд, не корректна, т.к. ЧД по модели Мичелла (ЧД – Эйнштейна – Шварцшильда) в природе не существуют!

На самом деле к Черным дырам можно отнести все небесные, материальные объекты, которые не видны в оптическом диапазоне. Ведь из-за чего разгорелся неподдельный интерес к ЧД Мичелла, это постулат о том, что из ЧД не может вырваться свет. Но позвольте, любые материальные тела, имеющее низкую температуру, просто и элементарно поглощают световые фотоны без каких либо признаков их возвращения обратно, то данные тела и являются Черными дырами. Уточню, Черными дырами для фотонов света. К таким телам относятся все материальные тела от пылинок и метеоров до астероидов, планет и потухших звезд.

Еще раз вернемся к Мичеллу и к его звездам, которые не выпускают тот самый свет. Черные дыры  – это потухшие звезды, те самые «замерзшие, темные звезды», о которых было известно еще далеко до Мичелла. Любое тело, имеющее температуру близкую к реликтовому излучению, тем более будет выглядеть как ЧД, т.к. поглощает свет, а самого поглощающего тела – не видно.

Попробуем разобраться с ЧД Мичелла, правда ли, что ЧД может набрать такую массу, что 2-я космическая скорость может сравняться со скоростью света, и тогда электромагнитное световое излучение не может покинуть ее пределы? Проделаем небольшой расчет.

Радиус Шварцшильда

Как определить массу и радиус гипотетической ЧД?

Будем исходить из параметров нашей звезды – Солнца. Все физические параметры пока возьмем из Википедии.

R=6,96·10⁸  м – ср. радиус,

М=2·10³⁰ кг – масса,

V=1,40927·10²⁷ м³ – объем,

с=3·10⁸м/с – скорость света,

G=6,67·10^-11 м³ кг^-1 с^-2– гравитационная постоянная,

Найдем радиус Шварцшильда для Солнца по известной формуле

Примерно 3 км.

Найдем объем и плотность новоиспеченной ЧД – Солнца.

V=4/3πR³

V=4/3·3,14·(2,96·10³)³=108,57·10⁹  м³

Отсюда плотность будет равна:

ρ=M/V=2·10³⁰/108,57·10⁹ =1.84·10¹⁹ кг/ м³.

Это что за плотность? Как и какими силами можно сжать солнечное вещество до плотности 1.84·10¹⁶ тонн/ м³? Гравитационными, но они же в физике считаются самыми слабыми. Похоже «сингулярными», которые существуют только в математических моделях. Ясно, что плотность получилась абсурдной. А если взять Землю, то ее плотность после коллапса будет равна около 10³⁰ кг/м³, при гравитационном радиусе r_g≈0,887 см.

Как Вам Черная дыра радиусом 9 мм и плотностью 10²⁷ тонн/м³. Какими силами можно сжать Землю или Солнце, чтобы они сколлапсировались до минимальных размеров и немыслимой плотности? Ясно, что в расчеты вкралась серьезная ошибка. В чем она может выражаться? Во всех космологических расчетах, в том арсенале математических формул, везде присутствует коэффициент G=6,67·10^-11 м³ кг^-1 с^-2 – гравитационная постоянная, (константа). На самом деле данный коэффициент не является константой, поэтому все расчеты являются не корректными [4].

Вывод из полученных результатов по превращению небесных объектов, в том числе Солнца и Земли в ЧД, будет такой: ЧД Мичелла, Шварцшильда, Эйнштейна – не существует!

Что там становится с материей, – это вопрос, но то, что она там сжимается в одну точку, – это не ответ, это непонимание диалектики. Прошу у Вас, читатель, снисхождения, но современные вариации с «Черной дырой» представляются мне «черной мурой».

Загадочная Черная Дыра

Так ли уж она загадочна?

Любое небесное тело, излучающее в красном и в инфракрасном диапазоне, будет поглощать свет. Температура красного излучения 800 К (начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел). Любое тело, находящееся при более низкой температуре, охотно поглощает световые фотоны. Этими телами могут быть протозвезды в начале своего возникновения, угасшие звезды, планеты, астероиды, кометы и даже скопление звездной пыли. Все эти объекты, которые еще не обнаружил телескоп с инфракрасной камерой, будут Черными дырами. Они будут удовлетворять основному требованию ЧД – не выпускать свет из своих объятий. И таких ЧД в Космосе несметное количество. Чем дальше космический объект находится от источников энергии (звезд) и чем он меньше по размерам и массе, тем ниже его температура, тем выше вероятность быть ЧД, т.к. все эти низкотемпературные небесные тела с удовольствием будут поглощать фотоны света.

Возьмем, к примеру, запущенный спутник с первой инфракрасной обсерваторией IRAS, в январе 1983 г. В состав комплекса входил телескоп-рефлектор с диаметром зеркала 57 см. Детекторы регистрировали ИК-излучение с длинами волн 12, 25, 60 и 100 мкм. Главной задачей телескопа IRAS было составление карт неба в инфракрасном диапазоне и поиски источников длинноволнового ИК-излучения. Так вот, за 10 месяцев, когда IRAS находился на орбите, он обнаружил около 250 тыс. источников инфракрасного излучения [5]. Это потенциальные ЧД до момента, пока их не обнаружила камера телескопа.

А теперь проанализируем, что же это за ЧД на месте потухшей звезды?

Черные дыры в центрах Галактик

Почему ЧД имеют такие огромные массы в центрах галактик?

Цитата: «В настоящее время имеется достаточно наблюдательных данных, свидетельствующих о реальности существования чёрных дыр во Вселенной. Однако поскольку чёрные дыры невидимы, так сказать, по определению, об их наличии в той или иной области Вселенной судят лишь по косвенному признаку – её гравитационному воздействию на объекты в окружающем пространстве» [6].

Поскольку вокруг центра Галактик вращаются огромные массы звезд и планет, то отсюда и расчет массы Черных дыр и, якобы, их «реальность». Космологи предполагают, что в центрах всех галактик находятся ЧД. В настоящее время в 8 галактиках нашли массивные центральные объекты, чья масса ядер колеблется от миллиона до миллиарда солнечных.

Как указывает источник [7] «существует множество способов определить массу и ориентировочные размеры сверхмассивного тела, однако большинство из них основано на измерении характеристик орбит вращающихся вокруг них объектов (звёзд, радиоисточников, газовых дисков). В самом простейшем и достаточно часто встречающемся случае обращение происходит по кеплеровским орбитам, о чём говорит пропорциональность скорости вращения спутника квадратному корню из большой полуоси орбиты».

Отсюда масса

Массу находят и с помощью, например, при эллиптической симметрии поля скоростей, решая уравнения Бернулли (не приводится).

Учитывая, что гравитационная постоянная G не является постоянной, о чем уже было сказано выше, то результаты, полученные по приведенным формулам, являются не корректными.

Так как же звезды вращаются вокруг центра галактик, если там, к примеру, потухшая звезда, или вообще ничего нет кроме межгалактического газа и пыли? Все просто. Идеализируем Галактику и представим, что вся галактическая масса звезд в виде цельного шара, например, как наше Солнце, только огромного объема. Можно представить и в виде громадного диска, как Млечный путь. Периферийные звезды или рукава удерживаются все той же гравитацией, исходящей от самих звезд, находящихся на противоположных частях шара или диска.

Для пущей наглядности можно представить Галактику в виде велосипедного колеса – вся масса звезд сосредоточена в ободе и шине. Опрокинем велосипед и с помощью педалей приведем колесо во вращательное движение. Понятно, что обод с шиной связаны с осью (с центром вращения) с помощью спиц, за счет которых оно и вращается. Снимем эти спицы, но в условиях земного притяжения раскрутить колесо уже не получится. Отправим шину, можно без обода на космическую станцию и повторим опыт. Шина в условиях невесомости вращается без обода, без спиц и без оси. Молекулы и атомы шины связаны между собой химическими связями, и она сохраняет свою форму, размеры и вращательный момент. У звезд химических связей нет, но зато есть невидимые спицы гравитации.

Созвездия и звезды уравновешивают друг друга во вращательном движении вокруг центра Галактики за счет гравитационного взаимодействия. Через десятки и сотни световых лет все они связаны невидимыми гравитационными нитями. За миллиарды лет вращательного движения гравитационные массы уравновешивают друг друга в противоположных полушариях АВ, условно, разделенных экватором (рис. 2).

Рис. 2. Черная дыра в центре Галактики. 1 – ЧД, 2,3,4,5 – звезды и созвездия.

В центре Галактик самое концентрированное гравитационное излучение – это ось, это Красная площадь (вымощенное пустое пространство) в Москве, Place de la Concorde (площадь Согласия) вместе с Елисейскими полями в Париже. Здесь сконцентрирована энергия, создающая иллюзию огромной массы. Получается некая виртуальная масса, иллюзия ЧД. Массы нет, а энергия есть! Вот поэтому Галактики не распадаются, даже не имея в центре массивной звезды или ЧД. «Природа проста, сложны пути познания простоты природы!»

Здесь можно представить, как образуются звездные скопления и превращаются в Галактики. Цитата из Вики [8]: «По состоянию на 2018 год, самая тяжёлая сверхмассивная чёрная дыра находится в квазаре TON 618 в созвездии Гончие Псы на расстоянии 10,37 млрд световых лет от Земли. Её масса составляет 66 млрд M_ʘ».

Будь это черная, белая, красная, да при такой массе, превосходящей в 66 млрд. солнечную, из нее выплескивалось бы столько энергии, что она должна быть самой яркой звездой во всей Вселенной! Это очередная ошибка интерпретации, косвенно получаемой информации.

Может ли массивная (любая) звезда коллапсировать и превратиться в ЧД? Коллапсары это не что иное, как результат решения уравнений ОТО. Интересная ситуация, похожая на выгорание торфяников в результате пожара. Когда торфяной слой выгорает, то образуется провал под вышележащей поверхностью. Если в этот провал попало животное или человек, то для них это действительно коллапс, из которого уже не выбраться. Бывало при пожарах проваливалась и техника, и коллапсировала вместе с водителем. Но звезды это не торфяники с выгоревшим топливом в их ядрах. По мере выгорания водорода, излучение снижается, и давление в данном ядре снижается постепенно, без всяких коллапсов.

Типичная фраза научных статей: «Наконец звезда сжимается до такой степени, что свет уже не может преодолеть ее притяжения». Звезда сжимается под действием сил собственного тяготения, за счет собственной гравитации! При этом ученые ссылаются на своего авторитета, на предсказания ОТО и объясняют это следующим образом (Черепащук) [9]: «в ОТО силы гравитации, стремящиеся сжать звезду, определяются плотностью энергии, а при громадных плотностях вещества, достигаемых при сжатии столь массивного ядра звезды, главный вклад в плотность энергии вносит уже не энергия покоя частиц, а энергия их движения и взаимодействия. Получается, что в ОТО давление вещества при очень больших плотностях как бы само «весит»: чем больше давление, тем больше плотность энергии и, следовательно, тем больше силы гравитации, стремящиеся сжать вещество. Кроме того, при сильных гравитационных полях становятся принципиально важными эффекты искривления пространства–времени, что также способствует неограниченному сжатию ядра звезды и превращению его в черную дыру».

Спрашивается, как «искривление пространства-времени способствует неограниченному сжатию» и откуда такая сверх сила у гравитации, когда ее относят к слабым силам. Вот об этом наука умалчивает. Поэтому, резюмируя, можно отнести коллапс любого небесного тела к коллапсу науки.

Научный коллапс – это искусственное уменьшение знания, под видом, якобы его увеличения. Наука, пытаясь объяснить непознанные явления природы, изобретает новые гипотезы и теории, которые не приближают человечество к разгадке законов природы, а наоборот, отвлекают и вводят в заблуждение.

К примеру, теперь ученые заговорили о том, что, кроме черных, есть и белые дыры. Они постоянно выбрасывают материю и энергию. И хотя белых дыр никто не видел, но то, что они существуют, доказано математически.

Погоня за все новыми экспериментальными свидетельствами присутствия Черных дыр, Темной материи и теоретические попытки осмыслить их результаты, создали целую космологическую индустрию.

На этом фоне некоего ажиотажа первым поймать неизвестную, невидимую энергию, подобна африканским рыбакам, которые толпой собираются на берегу озера и по сигналу бросаются в воду, чтобы в мутной воде поймать несчастную рыбешку. Подобное видео под статьей.

Я могу, конечно, понять ученых, у которых теоретические расчеты на основании закона Всемирного тяготения и ОТО выявляются ненаблюдаемые черные дыры с сингулярностями, темной материей и прочими кротовыми норами, НО реальность гораздо более прозаична и реалистична.

В заключение приведу цитату (Гришаев) [10]: «Таким образом, заявляя об удачном детектировании гравитационных волн, авторы выдают желаемое за действительное. Все выводы, которые они делают дальше - о массах чёрных дыр, породивших "сигнал", о дальности до них и о направлении на них, и даже о параметрах т.н. гравитона - отнюдь не соответствуют каким-либо физическим реалиям. Это - просто домыслы, сделанные на основе ОТО. Которая, как известно, не имеет ни одного честного опытного подтверждения.

Во время пуска Большого адронного коллайдера (БАК) в околонаучной среде поползли слухи об опасности запуска такого инструмента. Опасность заключалась в том, что в момент столкновения элементарных частиц может возникнуть массовая генерация гравитационных коллапсаров на мощном ускорителе, что могло стать причиной появления Черной дыры. Естественно эти фантастические превращения не могли иметь место, т.к. самого явления в природе не существует.

В заключение логика в стиле схоластики.

Если свет на световой скорости не может покинуть пределы ЧД, то почему гравитация, распространяющаяся также на скорости света, свободно проходит за горизонт событий? Это не логичная гравитация, ЧД и в этом случае должна удерживать свою собственную гравитацию и тогда это будет полновесная, с большой буквы – Черная Дыра!

Источники

1. Филатов Л.А., Про Федота-стрельца, удалого молодца, ЭКСМО, 2003.
2. Фейгин О.О., Современная энциклопедия Вселенной, ЭКСМО, М., гл. 19, 2014
3. Сурдин В.,Черная дыра, Энциклопедия Кругосвет / URL: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/CHERNAYA_DIRA.html
4. Ершов Г.Д., Гравитация Земли. Фотонно-квантовая гравитация, «Scientific-Researches» №5(5), 2016, с. 79-94 / URL: http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf
5. Способы изучения космического пространства / URL: http://galspace.spb.ru/index62.html
6. Малышев А.И. Невидимая Вселенная: учебно-методическое пособие, Нижегородский госуниверситет, 2008, 26 с / URL: http://phys.unn.ru/docs/Invisible%20Universe.pdf
7. Сверхмассивная черная дыра, Википедия / URL: https://goo.gl/bxUXeY
8. Серхмассивная черная дыра, https://goo.gl/CWR3GB
9. Черепащук А.М., Черные дыры во Вселенной, Век 2, 2006 / URL: https://elementy.ru/bookclub/chapters/430709/Chernye_dyry_vo_Vselennoy_Glava_iz_knigi
10. Гришаев А.А.,Этот "цифровой" физический мир / URL: http://newfiz.info
11. И. Д. Новиков, В. П. Фролов, Черные дыра во Вселенной, УФН, 2001, том 171, номер 3, 307–324 DOI / URL: https://doi.org/10.3367/UFNr.0171.200103e.0307 (http://mathnet.ru/links/b55e261cdb1bb767af6df19357fb7de6/ufn1856.pdf)

 

Назад  Вперед