Ученые предлагают новую модель, чтобы объяснить отсутствие первичных черных дыр

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

История Вселенной началась с инфляции — периода невероятно быстрого расширения, которое заложило основы для всего, что мы видим сегодня. Инфляция породила квантовые флуктуации, которые впоследствии стали «зародышами» галактик, звезд и планет. Среди этих флуктуаций скрывается потенциальная угроза — первичные черные дыры (ПЧД).

ПЧД — это черные дыры, образовавшиеся в первые мгновения существования Вселенной. Их происхождение окутано тайной, но одна из ведущих гипотез гласит, что они возникают из коллапса квантовых флуктуаций в период инфляции.

Для формирования ПЧД, квантовые флуктуации должны иметь достаточно большую амплитуду. Однако, наблюдения реликтового излучения (СМВ) ограничивают амплитуду флуктуаций на больших масштабах. Это приводит к парадоксу: если ПЧД действительно существуют, то должны быть области Вселенной, где флуктуации значительно больше, чем это позволяет СМВ.

Инфляция под угрозой

Новое исследование, проведенное японскими учеными, выдвигает серьезные сомнения в модели инфляции. Изучая влияние флуктуаций ПЧД на «большие» масштабы, ученые обнаружили, что квантовые взаимодействия между этими флуктуациями могут быть очень сильными. Фактически, эти взаимодействия становятся настолько мощными, что начинают нарушать основные принципы квантовой теории поля, лежащие в основе модели инфляции.

Первичная черная дыра, иллюстрация
Автор: Designer

Ученые рассмотрели модель инфляции, в которой инфлатон (гипотетическая частица, вызывающая инфляцию) проходит через «плоскую» область потенциала. В этой области, инфляция становится ультрамедленной, и флуктуации на малых масштабах резко увеличиваются, что может привести к образованию ПЧД. Однако, именно эта ультрамедленная фаза становится «ахиллесовой пятой» инфляции.

Схематическое изображение инфлатонного потенциала, реализующего формирование PBH. Когда инфлатон находится около ?CMB, масштабы, измеряемые наблюдениями CMB, покидают горизонт, и он находится в режиме SR. Он входит в чрезвычайно плоскую область при ?=??, переживая период USR. Он снова входит в период SR при ?=?? до ?end, конца инфляции.
Автор: Jason Kristiano and Jun'ichi Yokoyama Phys. Rev. Lett. 132, 221003 — Published 29 May 2024 DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.221003 CC-BY 4.0 Источник: journals.aps.org

Исследователи показали, что флуктуации ПЧД, возникшие в этой ультрамедленной фазе, начинают взаимодействовать с флуктуациями на больших масштабах, которые наблюдаются СМВ. В результате, эти взаимодействия начинают сильно влиять на флуктуации СМВ, что приводит к нарушению предсказаний стандартной модели инфляции.

Спектр мощности возмущения кривизны. На масштабе CMB, ?≪??, спектр мощности почти масштабно инвариантен. ?*=0,05 Мпк-1 является поворотным масштабом с амплитудой Δ2 ?(SR)(?*)=2.1x10-9, что основано на результатах наблюдений [31]. На малых масштабах, между ?? и ??, спектр мощности усиливается до типично Δ2 ?(PBH)∼?(0,01) для образования заметного количества PBH.
Автор: Jason Kristiano and Jun'ichi Yokoyama Phys. Rev. Lett. 132, 221003 — Published 29 May 2024 DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.221003 CC-BY 4.0 Источник: journals.aps.org
СМВ как детектор ПЧД

Данное исследование имеет глубокие последствия для космологии. Если гипотеза о ПЧД верна, то стандартная модель инфляции может быть неверной, и необходимо искать новые модели, которые смогут объяснить появление ПЧД без противоречий с наблюдениями СМВ. Более того, наблюдения СМВ могут стать инструментом для поиска ПЧД, позволяя ограничить их количество и масштаб.

Новые горизонты космологии

Открытие ПЧД станет революцией в космологии. Это позволит нам заглянуть в самые первые мгновения существования Вселенной и понять механизм рождения черных дыр. Однако, если ПЧД окажутся настолько «влиятельными», что разрушат модель инфляции, то нам придется пересмотреть многие наши представления о том, как возникла Вселенная. В любом случае, будущее космологии таит в себе множество удивительных открытий.

35 комментариев

Добавить комментарий

a
Ученым нужен хлеб с маслом. По тем данным, что у них есть, можно строить модели до бесконечности. И не надо о каждом таком «явлении новой модели» писать в блогах «хобота».
1
Думать сначала научись. Научные теории — это результат компиляции всех ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ! ВСЕ НАУЧНЫЕ ТЕОРИИ ИСХОДЯТ ИЗ ОПЫТА И ЭКСПЕРИМЕНТОВ. Если же ты считаешь, что научные теории — лишь теории, значит ты интеллектуальное дно, РенТВ достойное.
a
Бозон Хиггса появился в результате исследований бета-распада. Но для подтверждения той или иной модели нужны эксперименты, которые и подтвердили правильность модели Вайнберга-Салама, которая по итогу перешла в раздел теорий. А вот модель Глэшоу не прошла проверку экспериментом. Не знать этого — верх дремучести.
a
Проблема в том, что вам подобные не понимают теории из-за элементарной безграмотности.
a
Но вам не надо смотреть на «работы» тихомировых. Это обычные жулики, которые не знают ни физики, ни математики. Не представляют, что такое физические теории, как они появляются, как изменяются и т.д. Вон тут предлагает «измерять поле Хиггса в стоксах», не зная, для чего используются эти единицы измерения (подсказка — это разные явления микро- и макромира).
Тихомиров несет бред о том, что теории нужны только для подтверждения измерений. Теории нужны, прежде всего, для описания существующих явлений и предсказания новых. Вроде того, как открытая Беккерелем радиоактивность превратилась в медицинские установки КТ/МРТ, лазерную технику, точные часы для GPS, смартфоны и прочие «мелочи жизни». Но тихомировы этого не знают, поэтому двигают идею о «несостоятельности официальной науки». Кстати за «феноменологические открытия» тихомировых вполне резонно вызывали психиатрическую неотложку.
a
Вот-вот. По существующим данным нельзя построить вполне непротиворечивую теорию. Зато можно наклепать моделей, которые могут описать что-то одно, да еще проверить сейчас невозможно.
a
Этот бред от посланников плеяд нельзя читать без смеха. Чтобы понять научные статьи — надо очень много знать и работать. Собственно, тихомировы и расчитывают на то, что безграмотные, но громкие заявления привлекут внимание «широких масс». Заметьте, что ни в одной, извините за выражение, «работе» тихомировых никогда не найдете математических обоснований их бреда. Зато есть очень примечательная ссылка на «англосаксонские теории». Такая лысенковщина прет — диву даешься.
a
Бред. Математика нужна для того, чтобы описать наблюдаемое и получить новые результаты и выводы. Классика — расхождение наблюдений за движениями планет и математических расчетов, которые привели к открытию планеты Нептун. Хотя некоторые тихомировы того времени трындели, что закон всемирного тяготения нарушается. Точно так же подобные тихомировы трындели, что в бета-распаде нарушается закон сохранения энергии. И что? Обнаружена предсказанная Паули частица нейтрино. Или вы будете доказывать, что нейтрино и планеты Нептун не существует?
a
И ляп на ляпе, и противоречит опытам, и обычная демагогия плюс лысенковщина. Вот от лысенковщины становится не по себе — слишком много ученых было физически убито от тихомировского подхода в биологии. Академик Вавилов — просто самое известное имя.
a
Покажите, как вашей «феноменологией» можно сделать атомную бомбу. Впрочем, вы уже увиливали от этого вопроса. Вы не можете ее сделать. Даже описать «феноменологически» не сможете. У вас же какое-то «видение с плеяд», а не ядро атома.
Вот это и есть демагогия — ничего реального ваши придумки сделать не могут.
Кстати, а почему вы вдруг приплели Линде? Он же занимается «англосаксонской» науков в виде ОТО.
a
Тихомиров, не несите чушь. Для исследования движения (обычная механика) Ньютон и Лейбниц придумали совершенно новую математику. Потом по мере усложнения задач механики и оптики, придумывались новые разделы математики.
Теорий не может быть много, как и законов. Моделей — сколько угодно. Но вы не видите никакой разницы потому что безграмотны и плюс к этому околонаучный жулик.
a
Это не безграмотность. Вы же не работаете в науке. Тут другое. Довольно трудно понять, что наука — очень сложная вещь, которая требует многих лет учебы и работы. И поэтому обещание тихомировых «мне тут плеяды напели, что это просто» выглядят очень привлекательными. Зачем тратить месяцы на расчеты вероятности рождения бозона Хиггса в ускорителе и еще месяцы для того, как доказать, что это действительно он, если можно парой слов сказать «бозон Хиггса — ерунда, придуманная англосаксами».
Теорий для «космоса» как раз немного. Точнее, одна — общая теория относительности (ОТО). Наблюдения космических явлений выполняются с очень низкой точностью, поэтому иногда кажется, что ОТО нарушается. Было несколько случаев «нарушения ОТО», которые при увеличении точности наблюдений опровергли эти «нарушения» и подтвердили выводы ОТО. Вторая теория, которая пока математически никак не стыкуется с ОТО — это квантовая теория. Излучения разного сорта частиц — это квантовая теория. Тут все намного хуже, чем с ОТО — очень мало точных измерений в рамках космоса (на Земле как раз квантовая теория проверена лучше всех остальных теорий), поэтому ученые создают разного сорта модели, не претендующие на роль теории, чтобы примерно понять, что может происходить там-то и там-то. Ясно, что этих моделей примерно столько же, сколько научных групп, и ни одна пока не претендует на роль теории.
a
Тихомиров опять лжет. Японцы отлично работают, получают нобелевские премии. Один Юкава чего стоит — фактически основатель физики атомного ядра. Томонага — один из основателей релятивистской квантовой теории...
У Андрея Линде есть куча наград и премий, выдающийся физик. Но я не уверен, что нобелевка ему «светит» — он нигде не был первым. Даже в инфляционной модели вселенной он только развивал придуманное кем-то.
a
Линде работал в рамках ОТО, то есть той теории, которой не существует в ваших нежных мриях.
a
ОТО существует по той причине, что подтверждается экспериментальными данными. Не больше и не меньше. Иначе не работала бы система GPS.
a
Хм. Вы даже не читали документы gps. У них расписываются все формулы, по которым идет расчет позиции клиентского оборудования. И там есть учет поправок и от СТО, и от ОТО. В результате имеем точности до метров, а не в десятки километров, как у инженера Сайруса Смита. У глонаса алгоритмы аналогичные, точность тоже.
Не надо настолько подставляться и демонстрировать свою «феноменологию».
И как я могу перепутать СТО и ОТО если это была моя работа?
a
Документы прочитайте для начала. Там все описано.
Как пример различий поправок от СТО и ОТО рекомендую классический учебник Коткина и Сербо (поправка СТО) и Ландау-Лифшица т2 (поправка ОТО). Боюсь, не поймете.
a
Бред не несите. Нобель запретил давать премии в математике. Даже тут вы открыто лжете.
По поводу ядра, которого «не существует». Объясните своей «феноменологией» работу АЭС. Так, чтобы поняла Юлия Погребняк. Я могу объяснить а вы — никогда.
a
Есть такая штука — атом, состоящий из ядра и электронов, которые окружают ядро. Ядра некоторых атомов например, урана или плутония, хотя есть и другие, нестабильны и могут самопроизвольно распадаться. Называется это радиоактивностью. Распад некоторых ядер очень интересен — в результате появляется два более легких ядра плюс несколько нейтронов плюс кинетическая энергия остатков распада. Интересно то, что ядро может быть относительно стабильным, но при попадании в него нейтрона, распадается на легкие ядра плюс нейтроны плюс энергия. Понимаете, что дальше? Начинается цепная реакция деления (распад ядра вызывает распады других ядер и т.д.), в результате которой выделяется много энергии, которую можно пустить в ядерный реактор или в атомную бомбу. Все зависит от того, как будет идти или не идти контроль за теми самыми нейтронами. АЭС работает так же, как обычные тепловые станции — есть большой кипятильник воды (газовая горелка, угольная печь или ядерный реактор), пар крутит турбину, на турбине висит генератор, который дает электроэнергию в соответствии с законом электромагнитной индукции.
Тихомиров со своей феноменологией не объяснит ни работу электрогенератора, ни, тем более, появление энергии при распаде ядер, которая появляется в полном соответствии с законами теории относительности.
a
Непонятно Юле, или вы по своей хамской привычке лезете в чужой разговор?
a
Бросьте нести чушь. Столетов умер за много лет до объяснения фотоэффекта Эйнштейном. И до появления нобелевской премии. Не знаете истории физики — лучше промолчите. То же самое с матрицами и скалярами. Можете спокойно обойтись без них, но с ними получается намного удобнее.
a
Эйнштейну по нынешним временам штуки три или четыре нобелевки положено было бы. Перестаньте лгать насчет нобелевок и насчет несостоятельности всех теорий. А то пользуетесь результатами квантовой механики и теории относительности, отрицая их. Даже сейчас отрицаете, пользуясь интернетом, где работают поля, электроны и прочие полупроводники. Глупо, правда?
Насчет удобства. Результатом любых расчетов явлений природы будет число. И все равно, матрицами это получено или без матриц. Но с матрицами расчеты и формул, и численные на компьютерах идут намного проще и быстрее.
a
Эта работа японцев закончится ничем не по причине «японщины», а по причине того, что таких моделей вагон и маленькая тележка.
a
Ландау высоко оценивал многих физиков. И что?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор SSD XPG Gammix S70 Blade 1 ТБ – где заканчивается заявленная скорость

В этом материале разбираю SSD XPG Gammix S70 Blade объемом 1 ТБ. Сначала смотрю, из чего он собран на уровне железа — контроллер, тип памяти, общая архитектура. Уже после этого перехожу...

Максимальная разница во времени на Земле — 26 часов. Как так вышло, если в сутках всего 24?

Планета Земля совершает полный оборот вокруг своей оси ровно за одни сутки — 24 часа. Из этого вытекает логичное предположение: максимальная разница во времени между любыми двумя точками...

Обзор мини-ПК Firebat R3: Ryzen 3 4300U вместо N100, разбор и проверка в реальных задачах

Сегодня разберём бюджетный мини-ПК с процессором от AMD пришедшим на замену народным N100. Это Firebat R3 который начал появляться на маркетплейсах, а один экземпляр появился и у меня. В обзоре...

«Бумажные города»: почему картографы десятилетиями рисуют места, которых не существует

Представьте такую ситуацию: вы едете по навигатору вглубь штата Нью-Йорк, ищете небольшой городок под названием Эглоу. Карта уверенно ведет вас к пересечению двух дорог, обещая заправку и пару...