Гравитационный радиус нашей вселенной

Гравитационный радиус

Гравитационным радиусом обладает любое тело — от Земли до массивной черной дыры

Гравитационный радиус (иначе радиус Шварцшильда) – характеристика любого массивного физического тела. Если представить тело в форме симметричного не вращающегося сверхплотного шара, то гравитационный радиус описывает вокруг него сферу, на которой располагался бы горизонт событий. Гравитационный радиус определяет поле, которое было названо полем Шварцшильда, в честь немецкого астронома, первым нашедшего решения уравнений Эйнштейна для данного случая.

Отличие теории тяготения Ньютона от ОТО

Общая теория относительности, описанная Альбертом Эйнштейном, несколько иначе рассчитывает тяготение массивных объектов. Таким образом, если измерить данную характеристику, находясь на поверхности Земли (предполагая ее симметричность и отсутствие вращения), то согласно ОТО, сила тяготения будет несколько больше, нежели с точки зрения Ньютоновской теории. За данным различием скрывается математический аппарат упомянутых теорий, однако в масштабах Земли это различие в измерении пренебрежительно мало.

Материалы по теме

Гравитация

Представим, что планета постепенно начала сжиматься. В таком случае при сжатии в два раза, сила тяготения Ньютона возрастет в четыре раза. Сила тяготения, описываемая ОТО – несколько быстрее. В результате, сила тяготения возрастает до бесконечности. Правда, в теории Ньютона для этого планету придется сжать практически в точку, в то время как в ОТО радиус такого тела будет значительно больше. Этот радиус и называется гравитационным.

Если продолжить сжимать тело и далее, то его радиус будет меньше, чем его гравитационный радиус. Подобную ситуацию можно пронаблюдать на примере черной дыры, гравитационный радиус которой создает горизонт событий, в то время как, предположительно, само тело черной дыры значительно меньше.

Следствия решения Шварцшильда

Из всего написанного выше следует, что гравитационный радиус создает горизонт событий, где сила тяготения стремится к бесконечности, – это некоторая граница массивного тела, перейдя которую, свет и любая материя не способны уже вновь выбраться «наружу».

Пространство-время, искаженное Землей

Радиус Шварцшильда не только предполагает наличие горизонта событий, но также и изменение самого пространства-времени. Как мы уже упоминали ранее, около горизонта событий сила тяготения значительно возрастает, что согласно теории Эйнштейна, искривляет пространство-время.

Солнце, радиусом 700 тысяч километров имеет гравитационный радиус всего 2,95 километра, а Земля с радиусом 6400 км — всего 0,884 см. Таким образом, благодаря силам гравитации, на поверхности Земли время течет медленней, например, чем на GPS спутнике, с разницей в 38 микросекунд в день.

Очевидно, что радиус Шварцшильда не используется для прикладных физических вычислений, а актуален лишь в области астрофизики и космологии. Его эффекты учитывают при изучении природы таких тел как нейтронные звезды, так как их гравитационный радиус составляет около трети от физического, черных дыр или коллапсирующих звезд.

Источник

Невероятная, но вполне реальная теория о вселенных внутри чёрных дыр.

Окееей, сегодняшняя теория может пошатнуть ваш мозг, be careful .

Объект, радиус которого меньше, чем его гравитационный радиус, называется чёрной дырой.

Из этого определения следует, что любой объект , совершенно любой, может стать чёрной дырой, если его очень старательно сжать. Например, Земля станет ей, если скукожить её до одного сантиметра.

Формула, определяющая гравитационный радиус объекта , выглядит так:

Rg=2Gm/c^2 .

G и с – постоянные, финальное значение зависит только от массы.

В тот момент, когда объект пересекает критическую точку гравитационного радиуса, то есть становится чёрной дырой, он не перестаёт сжиматься. Но мы, по понятным причинам, никогда не узнаем, что же там происходит. Однако, в теории не перестаёт, и приближается к точке с бесконечной плотностью – сингулярности.

А что, если рассчитать гравитационный радиус не для планеты, а для целой вселенной?

Как бы через чур оптимистично не звучало такое желание, но сделать это возможно. Сайт Wofram Alfa предоставляет нам данные о массе вселенной (3,4*10^54кг) , а её радиус можно узнать в википедии (4,4*10^26метров)

Если подставить все значения на свои места в формуле и провести вычисления (я понимаю, звучит скучно, но дальше будет крышесносно!), мы получим гравитационный радиус нашей вселенной 5,032*10^27 метров. И это на порядок больше, чем её обычный радиус. Напомню, объект, гравитационный радиус которого больше радиуса объекта, является чёрной дырой.

То есть, наша вселенная, вселенная, в которой живём мы с вами — это чёрная дыра. Поверьте, это не ошибка в расчётах, это распространённая теория в среде учёных. В неё можно не верить, но если смириться с ней…

Четырёхмерная чёрная дыра , появившаяся в следствии коллапса четырёхмерной сверхмассивной звезды, содержит внутри себя трёхмерную вселенную, в которой существует всё известное нам. Форма четырёхмерной чёрной дыры не понятна мозгу трёхмерных обитателей вселенной, поэтому она кажется им бесконечной (на самом деле это не так, в теории). Четырёхмерная вселенная, в которой зародилась чёрная дыра, содержащая в себе трёхмерную вселенную (пожалуйста, потерпите ещё немного эту неразбериху), содержит в себе другие чёрные дыры, внутри которых есть другие, параллельные нам, трёхмерные вселенные. И это согласуется с теорией мультивселенных. А чёрные дыры, которые есть в нашем мире, в нашей вселенной, содержат в себе двухмерные (на порядок ниже предыдущих) вселенные, обитатели которых могут не понимать наше существование в принципе. Быть может, четырёхмерная вселенная находится внутри пятимерной чёрной дыры, появившейся из сколлапсировавшей пятимерной звезды, подвешенной на просторах очередной пятимерной вселенной. И так дальше, вплоть до бесконечности…

Часто пишут, что науке неизвестно, в каком состоянии находится вещество внутри чёрных дыр. Это верно лишь в отношении малых чёрных дыр с их гигантской плотностью энергии. Для чёрных дыр масштаба нашей метагалактики ситуация, как видим, другая – её житель видит примерно то же, что видим мы.

Хайтун С.Д. «Космологическая картина мира, вытекающая из гипотезы о фрактальной вселенной».

Источник

Наша Вселенная — есть Черная дыра

Наша Вселенная — есть Черная дыра.

Для того что бы убедиться в том, что наша Вселенная является черной дырой,
тупо вычислим Гравитацио́нный ра́диус по Шварцшильду для нашей Вселеннойhttp://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%B0%D0 . B4%D0%B8%D1%83%D1%81

уравнение Шварцшильда r = 2GM/c^2, где
r — радиус черной дыры (размер)
M — масса черной дыры
G — гравитационная постоянная G = 6,67428(67)·10−11 м³·с−2·кг−1
c — скорость света 299 792 458 м/с
Т.е. если сосредоточить тело массой M в таком объеме (r), чтобы выполнялось уравнение Шварцшильда, то должен начаться коллапс!
Рассмотрим наблюдаемую нами вселенную:
Принято считать, что Вселенная образовалась t=13,798 ± 0,037 миллиарда лет тому назад и она расширяется.
за это время размер вселенной значительно увеличился и он равен скорость света умноженной на время существования вселенной
т.е.
r=t*c, где
r — размер нашей Вселенной равен
t — время образования вселенной
с — скорость света

Проверяем, удовлетворяют или нет параметры нашей Вселенной уравнению Шварцшильда.
Т.е. является наша вселенная черной дырой или нет.
r=t*c=2GM/c^2
Если Вселенная является черной дырой, то её данные должны удовлетворять:
t=2GM/c^3, где
t — время образования вселенной 13,798 ± 0,037 миллиарда лет t=13.8 млрд лет = 4.35*10^ 17 cекунд
M — масса вселенной (кГ) Ссылка
t=2GM/c^3

Т.е. 4.35*10^ 17 меньше 24.67*10^ 17
Вселенная ЕСТЬ черная дыра.

Развал Мировой экономики — есть проявление особенности нашей Вселенной.

Источник

Гравитационный радиус

Гравитацио́нный ра́диус (или ра́диус Шва́рцшильда) представляет собой характерный радиус, определённый для любого физического тела, обладающего массой: это радиус сферы в яркостных координатах, на которой находился бы горизонт событий, создаваемый этой массой (с точки зрения ОТО), если бы она была распределена сферически-симметрично, была бы неподвижной (в частности, не вращалась, но радиальные движения допустимы), и целиком лежала бы внутри этой сферы.

Гравитационный радиус пропорционален массе тела m и равен , где G — гравитационная постоянная, с — скорость света в вакууме. Это выражение можно записать как , где измеряется в метрах, а — в килограммах. Для астрофизиков удобной является запись км, где — масса Солнца.

При переходе к планковскому масштабу м, удобной является запись в форме .

По величине гравитационный радиус совпадает с радиусом сферически-симметричного тела, для которого в классической механике вторая космическая скорость на поверхности была бы равна скорости света. На важность этой величины впервые обратил внимание Джон Мичелл в своём письме к Генри Кавендишу, опубликованном в 1784 году. В рамках общей теории относительности гравитационный радиус (в других координатах) впервые вычислил в 1916 году Карл Шварцшильд (см. метрика Шварцшильда).

Гравитационный радиус обычных астрофизических объектов ничтожно мал по сравнению с их действительным размером: так, для Земли = 0,884 см, для Солнца = 2,95 км. Исключение составляют нейтронные звёзды и гипотетические бозонные и кварковые звёзды. Например, для типичной нейтронной звезды радиус Шварцшильда составляет около 1/3 от её собственного радиуса. Это обуславливает важность эффектов общей теории относительности при изучении таких объектов.

С достаточно массивными звёздами (как показывает расчёт, с массой больше двух—трёх солнечных масс) в конце их эволюции может происходить процесс, называемый релятивистским гравитационным коллапсом: если, исчерпав ядерное «горючее», звезда не взрывается и не теряет массу, то, испытывая релятивистский гравитационный коллапс, она может сжаться до размеров гравитационного радиуса. При гравитационном коллапсе звезды до сферы наружу не может выходить никакое излучение, никакие частицы. С точки зрения внешнего наблюдателя, находящегося далеко от звезды, с приближением размеров звезды к собственное время частиц звезды неограниченно замедляет темп своего течения. Поэтому для такого наблюдателя радиус коллапсирующей звезды приближается к гравитационному радиусу асимптотически, никогда не становясь равным ему.

Физическое тело, испытавшее гравитационный коллапс и достигшее гравитационного радиуса, называется чёрной дырой. Сфера радиуса r_g совпадает с горизонтом событий невращающейся чёрной дыры. Для вращающейся чёрной дыры горизонт событий имеет форму эллипсоида, и гравитационный радиус даёт оценку его размеров. Радиус Шварцшильда для сверхмассивной черной дыры в центре Галактики равен примерно 16 миллионам километров [1] . Радиус Шварцшильда всей нашей Вселенной значительно превосходит радиус наблюдаемой её части [2] .

Источник

Гравитационный радиус

Гравитационный радиус (иначе радиус Шварцшильда) – характеристика любого массивного физического тела. Если представить тело в форме симметричного не вращающегося сверхплотного шара, то гравитационный радиус описывает вокруг него сферу, на которой располагался бы горизонт событий . Гравитационный радиус определяет поле, которое было названо полем Шварцшильда, в честь немецкого астронома, первым нашедшего решения уравнений Эйнштейна для данного случая.

Отличие теории тяготения Ньютона от ОТО

Общая теория относительности , описанная Альбертом Эйнштейном, несколько иначе рассчитывает тяготение массивных объектов. Таким образом, если измерить данную характеристику, находясь на поверхности Земли (предполагая ее симметричность и отсутствие вращения), то согласно ОТО, сила тяготения будет несколько больше, нежели с точки зрения Ньютоновской теории. За данным различием скрывается математический аппарат упомянутых теорий, однако в масштабах Земли это различие в измерении пренебрежительно мало.

Если продолжить сжимать тело и далее, то его радиус будет меньше, чем его гравитационный радиус. Подобную ситуацию можно пронаблюдать на примере черной дыры , гравитационный радиус которой создает горизонт событий, в то время как, предположительно, само тело черной дыры значительно меньше.

Следствия решения Шварцшильда

Источник