Blog
autodafe
Eine
Eine Fizyk
173 obserwujących 832 notki 1668844 odsłony
Eine, 8 marca 2018 r.

Indeterminizm w Ogólnej Teorii Względności ?

936 65 1 A A A


Dział  :Technologie- Nauka

Za kilka  lat  rozpocznie  pracę  kosmiczny  detektor  fal grawitacyjnych: Laser Interferometer Space Antenna (LISA) zbudowany przez ESA w przestrzeni kosmicznej

LISA będzie olbrzymim interferometrem Michelsona utworzonym przez trzy sztuczne satelity umieszczone na orbicie okołosłonecznej, w wierzchołkach trójkąta równobocznego o długości boku ponad 2 miliony kilometrów.

LISA będzie  miała  czułość  kilka  tysięcy razy większą od czułości  pracujących  na Ziemi  detektorów LIGO oraz  Virgo i nie  będzie poddana szumowi  geosfery zniekształcającemu  poziom  nadbiegającego  zaburzenia  czasoprzestrzeni , z  miejsca  odległego  o setki  milionów  lat  świetlnych.

 Obecność LISY we  współczesnych badaniach  astrofizyki, pozwoli  rozstrzygnąć  problem  determinizmu  Ogólnej  Teorii  WZgędności (GR )który  pojawił  się  w  ostatnim  czasie.  Międzynarodowa grupa matematyków  i fizyków  pod  kierunkiem prof.Vitoro Cardoso[uniwersytet w  Lizbonie] odkryła  teoretycznie [ symulacją cyfrową]naruszenia determinizmu ogólnej teorii względności(GR)  w przestrzeni  czarnej  dziury typu Reissnera-Nordströma-de Sittera [1].

Determinizm  i  czarne   dziury  w  kosmologii

A.Einstein był  zwolennikiem  determinizmu w GR dlatego,że czasoprzestrzeń  rozumiał, jako  byt fizyczny  istniejący  naraz  w  całości ,  z  przyszłością i  przeszłością.Jeżeli   jednak   przyjmiemy  za  relatywistyczny  model  czasoprzestrzeni  GR,    parę  (M,g)  gdzie M ,  to  czterowymiarowa gładka  rozmaitość  różniczkowa, z okresloną na niej  koneksją  liniową  Lorentza oraz  g  - gładka  metryka  Lorentza  z  sygnaturą  +2,  wówczas  możemy  mówić  o  klasycznym  determinizmie w M tylko  wtedy, gdy czasoprzestrzeń   jest  globalnie hiperboliczna.

Uwaga 1

Czasoprzestrzeń (M, g) jest globalnie hiperboliczna wtedy i tylko wtedy, jeżeli rozmaitość czasoprzestrzenną M da się przedstawić w postaci iloczynu kartezjańskiego T × S, gdzie T jest czasem globalnym, a S powierzchnią Cauchy’ego w M.

 Tymczasem,  rozwiązanie równań  Ogólnej  Teoriii  Względnosci  Einsteina, przez  Karla Schwarzschilda w roku  1915 – rozwiązanie opisujące pole grawitacyjne wokół sferycznie symetrycznej nierotującej masy, pozwalające określić  geometrię  i  fizykę tzw.  czarnej  dziury,otworzyło  nowe perspektywy teoriopoznacze  determinizmu  GR.

Uwaga 2.

Metryka  Schwarzschilda jest  definiowana  formułą  na  element liniowy:

ds2  = (1  -  2M/r)dt2  -  (1  -  2M/r)-1  dr2  -  r2 [d(teta)2 +  sin2 teta  dfi]

przy czym    G=  c = 1oraz  teta , fi   to współrzędne  sferyczne.

Czarna dziura  jest   obiektem  posiadającym  masę,ale   bez  ładunku  elektrcznego  i  momentu pędu, a  kiedy  przez  zapadanie  grawitacyjne[kolaps  grawitacyjny]  osiągnie tzw.promień grawitacyjny  (promień  Schwarzschilda )

  r(g)=2GM/c^2, gdzie  M-masa obiektu kolapsującego,G,c- stała  grawitacji  i  prędkość  światła  w  próżni.

  to  zostaje  otoczona przez sferyczną   powierzchnię [kulę Schwartzschilda]o  nazwie  "horyzont  zdarzeń".

Stożek  świetlny  dowolnej  cząstki,która znalazła się na horyzoncie zdarzeń jest styczny do  kuli  Schwartzschilda , tak   że jego  część przyszłościowa leży wewnątrz  kuli [czyli pod horyzontem  zdarzeń],a część  przeszłościowa  na  zewnątrz  kuli. To  znaczy,że  cząstki mogą  wejść  pod  horyzont zdarzeń,lecz nie mogą  z wnętrza  kuli  Schwartzschilda  wyjść.

Przyszłość  cząstki,która  już jest  pod horyzontem zdarzeń , to  nieuchronne  podążanie  do  centrum  czarnej  dziury, przy wzrastającej  do  nieskończoności -  grawitacji ,czyli  urwanie się jej geodetyki czasopodobnej w centralnym   punkcie zwanym  "osobliwością".

Powyższy  obraz teoretycznego  obiektu zwanego  czarną  dziurą[bez  jakichkolwiek  bezpośrednich danych   obserwacyjnych]  został  wzmocniony  w 1969  roku przez  Rogera Penrose'a  hipotezą  "kosmicznej  cenzury," która  brzmi: 

osobliwosci wynikające z  metryki Schwarzschilda  nie  mogą być"nagie" ,niezakryte  horyzontem  zdarzeń  ,z wyjątkiem  osobliwości,  która dała  początek  naszemu  wszechświatowi,  czyli  z  wyjątkiem  Wielkiego  Wybuchu (Big Bangu).  

  Horyzont  Cauchego, czyli  przyszłość bez  przeszłości 

 Grupa badawcza z Lizbony  pod  kierunkiem V.Cardoso,oraz zespól  prof.Petera Hintza  z Wydziału Matematyki University of California, Berkeley,przedstawili raport z badań teoretycznych  nad   fizyką czarnych  dziur  typu Reissnera-Nordströma-de Sittera [1].

vitorcardoso_photo_asdybho.jpg

prof.Vitor Cardoso  Foto:AS / DyBHo.

Są to  obiekty obdarzone  ładunkiem elektrycznym  Q,masą  M ,oraz  niewielkim  momentem pędu L.Ten rodzaj   czarnej  dziury ma  dwa  rodzaje   horyzontów zdarzeń  : pierwszy zewnętrzny oddzielający czasoprzestrzeń  wszechświata od  wnętrza  czarnej  dziury i  drugi  wewnątrz  czarnej  dziury,nazwany horyzontem  Cauchy'ego,  otaczający  centralną  osobliwość[według  dotychczasowej  teorii]. 

Uwaga  3.

Element liniowy czasoprzestrzeni w  pracy V.Cardoso-Hintz [1]  ma  postać  (str.2,lewa  szpalta):

ds2  =  -  F(r)dt2  +  dr2 /F(r)  +  r2 [d(teta)2 +  sin2 teta dfi2   ]

gdzie  F(r)  =  1  -  2M/r  +  (Q/r )2 - Kr2 /3

Opublikowano: 08.03.2018 09:48. Ostatnia aktualizacja: 12.03.2018 15:07.
Autor: Eine
Skomentuj Obserwuj notkę Napisz notkę Zgłoś nadużycie
NEWSY - TOP 5

Ostatnie notki

Obserwowane blogi

Najpopularniejsze notki

Ostatnie komentarze

  • Ludwiczek69, 22.04.2018 21:28 "Dzisiaj bloger Eine nie wierzy w egzoplanety." E: I jestem...
  • jerraz21,myślę,  że  nie   jest to  obraz  rzeczywistych egzoplanet.Już  wcześniej ...
  • Autor, jeśli Galaktyka  ma  400  miliardów  gwiazd, to  1  trylion  egzoplanet  w ...

Tematy w dziale Technologie