08-05-2023
Космология |
|
Изучаемые объекты и процессы |
Наблюдаемые процессы |
Теоретические изыскания |
Космология чёрной дыры (англ. Black-hole cosmology, другие названия — «космология Шварцшильда», «космологическая модель „чёрная дыра“») — космологическая модель, согласно которой наблюдаемая вселенная находится внутри чёрной дыры. Такие модели были предложены в 1972 году индийским физиком-теоретиком Раджем Патриа (англ.)русск.[1] и одновременно — британским математиком Ирвином Гудом (англ.)русск.[2].
Любая подобная модель требует, чтобы радиус Хаббла наблюдаемой Вселенной равнялся её радиусу Шварцшильда. По имеющимся в настоящее время данным, эти величины действительно близки, но большинство космологов считают это простым совпадением[3].
Согласно версии, первоначально предложенной Патриа и Гудом и развитой далее, в частности, Никодимом Поплавски (англ.)русск.[4], наблюдаемая Вселенная есть не что иное, как внутренность чёрной дыры, находящейся внутри некоей ещё большей вселенной, или мультивселенной.
Согласно общей теории относительности, чёрная дыра Шварцшильда формируется в результате гравитационного коллапса тела достаточной массы. Однако в теории гравитации Эйнштейна — Картана гравитационный коллапс образует так называемый мост Эйнштейна — Розена, или «кротовую нору» — особенность пространства-времени, представляющую собой в каждый момент времени «туннель» в пространстве. «Кротовые норы» и чёрные дыры Шварцшильда представляют собой математически различные решения общей теории относительности и теории Эйнштейна — Картана. Однако для удаленных наблюдателей оба решения для объектов с одинаковой массой неразличимы. Теория Эйнштейна — Картана расширяет общую теорию относительности путём отмены ограничений симметрии аффинной связности и рассматривает антисимметричную часть, тензор вращения (англ.)русск., как динамическую переменную. Вращение рассчитывается как квантовомеханический эффект, собственный момент количества движения (спин) материи. Минимальная связь между вращением и спинорами Дирака (англ.)русск. порождает отталкивающее спин-спиновое взаимодействие, которое играет большую роль в фермионной материи при очень высоких плотностях. Такое взаимодействие предотвращает образование гравитационной сингулярности. Вместо этого коллапсирующая материя достигает огромной, но конечной плотности и «отскакивает», образуя другую сторону моста Эйнштейна — Розена, которая растёт в качестве новой вселенной[5]. Таким образом, Большой Взрыв был несингулярным Большим отскоком (англ.)русск., при котором Вселенная имела конечный размер[6].
Согласно версии, предложенной Ниайешем Афшорди[7], астрофизиком из Института теоретической физики «Периметр» (англ.)русск. (Канада), наша Вселенная является трёхмерной браной, получившейся при результате коллапса четырёхмерной звезды в четырёхмерную чёрную дыру[8].
Космология чёрной дыры.