Рассуждения о сингулярности в черных дырах (гипотеза)

 

 

 

УДК 53.02

Введение.

«Гравитационная сингулярность — точка (или подмножество) в пространстве — времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в нее геодезическую линию» [2].

Актуальность.

«В областях сингулярности становится неприменимым базовое приближение большинства физических теорий, в которых пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края. Часто в гравитационной сингулярности величины, описывающие гравитационное поле, становятся бесконечными или неопределёнными. К таким величинам относятся, например, скалярная кривизна или плотность энергии в сопутствующей системе отсчёта»[2].

Цели, задачи, материалы и методы.

Целью данной статьи является определение основных признаков сингулярности. Задачей является выработка понимания механизма влияния сингулярности на космические объекты.

Научная новизна.

В данной статье сингулярность рассматривается применительно к теории «Всемирного тяготения» И. Ньютона, с учетом предлагаемого автором закона «Взаимодействие вращающихся тел» [3]. Рассмотрение происходит на примере черных дыр галактик, как объектах наиболее изученных (рис.1).

переход

Рис. 1. Схема перехода сильного гравитационного взаимодействия в маятниковые солебания.

Характерной особенностью черных дыр галактик является наличие перемычки, к которой подходят два рукава (1) и (2), питающие черную дыру материей. Каждая из половин перемычки формирует свой поток материи и эти потоки (3), (4) укладываются на горизонт событий прошлого черной дыры. Вследствие биений оси черной дыры укладка слоев происходит бифилярно в два потока, при этом вихри предыдущего потока направлены навстречу последующего, создавая сильное гравитационное взаимодействие. Сильное гравитационное взаимодействие сопровождается взаимным раскручиванием с уменьшением расстояния между слоями. Это является причиной уплотнения материи черной дыры. Между вихрями внутри слоев существует слабое гравитационное взаимодействие, которое отталкивает более скоростную материю от менее скоростной, которая следует за ней. Тем самым слои материи утончаются и уплотняются. Размеры вихрей при этом уменьшаются до размеров бесконечно малой частицы (5), когда вращение частицы представляет только собственное осевое вращение.

Скорость такого вращения ограничивается тем , что центр тяжести (mg) частицы смещается ниже ее метацентра (mc) из-за увеличивающейся силы притяжения к увеличивающейся массе черной дыры. Сила притяжения при этом носит приливной характер и определяется высшими гармониками гравитационных волн от ближайшей к ней материи, плотность которой постоянно увеличивается. С определенного момента круговое вращение частиц становится невозможным и их движение превращается в маятниковое (6). Образуется зона сингулярности (7), определяемая границей (8), где существуют только маятниковые колебания. Колебания при этом затухают с увеличивающейся частотой.
Радиус зоны сингулярности, подобно радиусу Шварцшильда для скорости света, имеет своё конкретное значение и вероятно находится в обратной зависимости от соотношения частоты света (fl) и частоты гамма-излучения (fg), что составляет около 10-9 от радиуса Шварцшильда. При радиусе Шварцшильда для черной дыры Стрелец-А, составляющем 11 10км., радиус зоны сингулярности составит 11 метров.

маятник

Рис.2 Схема колебаний пружинного маятника, взятая из источника [1, с. 81].

Частота затухающих колебаний (ω) может быть определена по формуле для пружинного маятника, приводимой в [1, с. 81].

ω ={F (r+l))/rlm}1/2 (1)

F- сила притяжения;

r – радиус окружности вращения;

l — длина пружины;

m — масса маятника;

В качестве радиуса окружности вращения выступает расстояние до центра черной дыры. В качестве длины пружины маятника выступает расстояние от метацентра до центра тяжести.

Из анализа формулы (1) видно, что с ростом силы притяжения и уменьшении радиуса вращения происходит увеличение частоты колебаний маятника. Смещение спектра колебаний гравитационных волн происходит в сторону высокочастотных колебаний — рентгеновского и гамма-излучений. Возможно, что существуют (или существовали в ранней Вселенной) и более высокочастотные излучения, нам неизвестные.

Энергия таких колебаний очень велика, но гравитационные волны распространяются на малые расстояния и сильно поглощаются окружающей материей.
Формула по которой вычисляются приливные ускорения (w) остается прежней, такой же как и при вращении:
2G1*M1* R11* sin (ω1* t+ φ1)
w2= —————————————-        (2)
3
G1-гравитационная постоянная при первой производной;
ω1-частота колебаний;
φ1-начальная фаза колебаний;
M1-масса частицы;
R1радиус частицы;
R-расстояние между центрами частиц;
t-время;
Гравитационное излучение бесконечно малых частиц зоны сингулярности является излучением когерентным, поэтому большая масса зоны сингулярности формирует и гравитационные волны в диапазоне крайне низкой частоты (обратно пропорциональные массе), которые распространяются на большие расстояния и выступают как приводные маяки во взаимодействии с другими зонами сингулярности. Притяжение начинается с крайне низких частот (лаборатория LIGO фиксирует именно это излучение) и продолжается с увеличивающейся частотой гравитационных волн, оканчиваясь взаимодействием на частоте гамма-излучений.
Косвенным доказательством этого обстоятельства является то, что черные дыры сливаются при столкновении в одно целое с очень большими скоростями, соизмеримыми со скоростью света и без брызг, так-как столкновение носит неупругий характер. Области сингулярности начинают взаимодействовать ядерными силами только при непосредственном контакте, зато их стягивание происходит мгновенно, чем-то напоминая слияние капель ртути.

При Большом взрыве черной дыры Нашей вселенной, который произошел из-за ограниченности количества поступающей от перемычек материи, маятниковые колебания переходят во вращение с образованием тороидальных структур, представляющих ныне фотоны реликтового микроволнового излучения. Реликтовое излучение Нашей вселенной распространяется не в пустоте, а в микроволновом излучении космоса, которое в настоящий момент и настоящем пространстве менее плотное.
Ученые из университета г. Пердью раскрутили лазерным лучом частичку вещества до 500 млрд. об/сек. и раскрутили именно гравитационными волнами электромагнитного излучения. Гамма-излучение черных дыр, которое когерентно и излучается большими массами, обладает еще более существенными возможностями и не дай бог Земле попасть под этот луч.

Результаты, выводы.

Основным признаком сингулярности материи в черных дырах является отсутствие кругового вращения и переход к маятниковым колебаниям, представляющим частный  вид вращения. Степень сингулярности определяется диапазоном гравитационных волн на котором происходит взаимодействие материи в зонах сингулярности. Диапазон этих волн охватывает в основном наиболее высокочастотную часть спектра: рентгеновское, гамма-излучение и возможное существование и выделение в отдельный вид неизвестных до сих пор излучений, которые присутствуют только в зонах сингулярности.

 

Библиографический список:

1. Ландау Л.Д., Лифшиц М.Л. Теоретическая физика: учебное пособие, Том 1 Механика, изд четвертое, исправленное. «Наука»,Москва, 1988 — 216 с.
2.Wikipedia, Гравитационная_сингулярность, Электронный ресурс, Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Дата обращения 7.07.2021 г.;
3. Нечаев А.В. Взаимодействие вращающихся тел, SCI-ARTICLE.RU № 53(июль) 2020 г. [Электронный ресурс ], Режим доступа URL:http://sci-article.ru/stat.php?i=1601963571, (Дата обращения 17.06.2021);

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.