Давно-давно, когда шёл разговор о бесконечности Вселенной, Владимир заметил, что идея возникновения всего из ничего ему не нравится. Мне хочется показать эскиз проекта рисунка одного из вариантов. Такие модели называют «бесплатный обед»
Начнём с арифметики. Существуют мировые константы: скорость света в пустоте (с); постоянная Планка ( h ); гравитационная постоянная ( G ). Из их комбинаций можно построить «естественные» (планковские) масштабы длины (10-33см); времени (10-44с); температуры (1032К); массы (10-5г).
Планковская масса – несуразно большая (у протона 10–23 г). Но если её запихнуть в сферу планковского размера, то получится чёрная дыра с планковской температурой и планковским временем жизни.
(Здесь можно поинтересоваться: «А как связана температура и время жизни с размерами?» Эту задачку решал Хоккинг. Он обратил внимание, что в вакууме (море Дирака) постоянно рождаются пары частица-античастица. В «нормальных» условиях они тут же аннигилируют с испусканием фотона. Но на границе чёрной дыры (сферы Шварцшильда) ½ пары может захватиться черной дырой, а вторая половина удрать подальше. Т.е. поверхность черной дыры излучает, дыру можно считать черным телом с определённой интенсивностью излучения температурой, а сама ЧД живёт поглощая всё, что пересекает её горизонт и распадается из-за излучения. Температура ЧД оказывается обратно ~ её массе, а время жизни прямо ~ кубу её массы. ЧД с массой Солнца жила бы 1066 лет )
А теперь вернёмся к рецепту бесплатного обеда, как из ничего сделать всё.
E=mc2 , т. е. энергия связанная с массой (материей) положительна. Камни падают вниз, значит энергия, связанная с гравитационным полем отрицательная. Пусть в плоской, «пустой», наполненной вакуумом Мультивселенной, с нулевой плотностью энергии возникла флуктуация. Положительную энергию родившейся планковской массы (чёрной дыры) скомпенсировала отрицательная энергия гравитационного поля. А дальше в дело вступает «храповик и собачка». Масса только углубляет гравитационную яму и это можно скомпенсировать рождением новой частицы, рождение новых частиц к радости зрителей создаёт дополнительное давление , увеличивает энтропию, да вдобавок делает это всё при планковских температурах. На этой стадии размер Вселенной растёт экспоненциально (это инфляционная стадия, уравнения ОТО не пишу). Но, если перворожденные частицы – чёрные дыры, то они и распадаются на этой же стадии на обычную материю и излучение. Когда распадутся (за времена порядка планковских) начинается то, что мы называем «после Большого Взрыва». Было бы приятно, если переход от инфляции к нынешнему расширению происходил плавно. Оценка необходимой для этого массы оказывается 50 планковских, т.е. 0,5 мГ. Из 0,5 мГ можно построить весь мир.
Таков один из вариантов бесплатного обеда.
PS Справедливости ради даже в таком изложении надо бы додумать пару мелочей. Например, куда делись античастицы. Как быть с потерей информации в ЧД. Наука ещё на марше.
Мда, “Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам”..Можно и Вселенную из точки соорудить-главное, удачно подогнать под ответ.Впрочем, и такая версия годится-ну чем не сотворение мира?Спасибо, Андрей
Описанный механизм полностью повторяет работу вечного двигателя второго рода и поэтому не будет работать по тем же причинам.
“Пусть вдруг из нулевой плотности энергии возникла флуктуация” – так бывает только в сказке. Даже в микромире флуктуации в виде виртуальных частиц возникают из энергии поля, только в том случае когда энергия не равна нулю. В случае излучения Хокинга с горизонта событий чёрной дыры, виртуальные частицы создаются из ненулевой энергии гравитационного поля.
В любой выдвигаемой физической гипотезе должны соблюдаться все известные законы природы, а не только выборочные.
Владимиру.
Просто цитата, без комментариев к ней:
“Поскольку гравитация существует, Вселенная может и будет создавать себя из ничего” (Стивен Хоккинг)
Противоречий со 2 началом не вижу. Более того, тут стрела времени и возникает.
Вероятность флуктуации маленькая? В см3 раз в 10^20 лет? А по скольким см^3 интегрировать?
Да и почему не жить полям в вакууме. Здесь упомянуто гравитационное, кто сказал что оно одно? А виртуальные частицы возникают не только у горизонта чёрной дыры. В сдвиге Лэмба ЧД и не пахнет, В эффекте Казимира тоже. ЧД только сохраняет частицы.
Андрею.
Вы меня каждый раз удивляете. Спасибо! А ещё удивительны совпадения: я сейчас тоже читаю о Хоккинге. Кажется несправедливым, что Хокинг никогда не получал Нобелевскую премию. Несмотря на его новаторский вклад в науку, что, казалось бы, должно являться основным критерием для награды, он не был удостоен престижной премии. Основная причина заключается в том, что Нобелевка по физике обычно присуждается за экспериментальные открытия или теоретические работы, которые могут быть подтверждены на практике, а к работам Хокинга это не относится.
Ещё раз спасибо!
Гинзбург о своей Нобелевской сказал, что до неё надо было дожить. Заварицкий не дожил. Тут много несправедливостей.
Любопытно, Андрей! Какую кашу Вы заварили, не из топора, а из ничего:
Гамов вспоминал как прогуливаясь с Эйнштейном по Принстону, сказал о возможности существования Вселенной из нулевой энергии, тот
Без теории квантовой гравитации нам не обойтись. Мы не сможем объяснить как зародилась Вселенная. Надо подружить ОТО и квантовую механику. Может быть теория струн объяснит, что было до БВ?
Пока рисуем эскизы и ищем варианты! Спасибо, Андрей, за Ваш эскиз!
Эйнштейн замер и Фридмана прочитав . Вселенная-то не стационарна. У меня надежда, что часть денег (маленькая) вбуханных в КвКомп уйдёт на понимание основ квантовой механики. До теории струн далеко (по доступным энергиям), а разобраться с статами, стрелой времени уже можно. Пока с корпускулярным дуализмом, коллапсом, обратимостью уравнений по времени не разберутся союза не будет.
Меня впечатлил Томский эксперимент, где авторы утверждают — контраст дифракционной картинки исчезает с уменьшением числа частиц.
Здесь я ощутил, что встаю под знамёна Андрзея и отполз в сторону