don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Categories:

Астрофорумные обсуждения

С большим удовольствием обнаружил, что на астрофоруме, членом которого я давно являюсь, ведется обсуждение наших с Васильковым работ. Форум солидный, модератора лично знаю - и я решил вступить в дискуссию и ответить на возникающие вопросы. Чтобы дать возможность войти в тему, сделал там краткий обзор наших представлений вместе с освещением критики (см. ниже). Уже довольно много интересных тем затронуто - см.
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,161750.40.html

До 1980 года активно развивалась космология отскока, которую поддерживали многие видные учёные: Гамов, Дикке, Пиблс и другие. Суть её в следующем: возьмем вселенную, похожую на существующую, и сожмем её в 10^10 раз – примерно до диаметра в десяток световых лет. Реликтовые фотоны с температурой 3K станут гамма-квантами с температурой в 3*10^10K и разобьют тяжелые ядра до отдельных барионов. Потом происходит отскок или Большой Взрыв, и Вселенная начинает историю с нового листа. Но космология отскока не нашла механизм Большого Взрыва. Как выглядит эта теория в свете новых данных – в первую очередь в свете идеи Bird et al 2016 года (один из авторов статьи – нобелевский лауреат Riess), что темная материя состоит из огромного количества черных дыр с массами в десятки масс солнца? Эта гипотеза обсуждается два года, но успешно выдерживает критику и набирает очки. Рассмотрим коллапс Вселенной, которая состоит в основном из черных дыр. При слиянии черных дыр одинаковой массы и релятивистских скоростей до 25-29% массы дыр сбрасывается в гравитационные волны. Можно построить космологическую модель, в которой последовательное слияние черных дыр на финальной стадии сжатия Вселенной, когда она будет сопоставима по размеру с десятком световых лет, приведет к
а. быстрому переходу значительной доли массы Вселенной в гравитационные волны;
б. формированию огромной черной дыры, которая может быть размером порядка светового года. Она пока содержит незначительную долю начальной массы Вселенной, но начнет снова расти, поглощая гравитационные волны.

Учтем мнение Эйнштейна-Эддингтона-Чандрасекара-тХоофта и других о том, что гравитационные волны не включаются в правую часть уравнений Эйнштейна, то есть не могут служить источником вторичного поля. Наша с Васильковым работа 2016 года, опубликованная в MNRAS, показала, что в таком случае резкое уменьшение массы Вселенной порождает модифицированную метрику Шварцшильда и сильную отталкивающую силу, что дает возможный и очень привлекательный механизм для Большого взрыва: Nick Gorkavyi, Alexander Vasilkov “A repulsive force in the Einstein theory” https://arxiv.org/abs/1608.01541
В космологической работе 2018 года мы получили модифицированные уравнения Фридмана, учтя, что в расширяющейся Вселенной существует большая и растущая черная дыра – то есть небольшая добавка шварцильдовой метрики. Удивительно, но это привело к появлению в решениях Эйнштейна «космологической постоянной», близкой по величине к наблюдаемой. Это позволило объяснить наблюдаемое ускорение разбегания галактик, а вернее их растяжения во поле Большой Черной Дыры, то есть мы подвели солидный физический фундамент под проблему гипотетической «тёмной энергии». “A modified Friedmann equation for a system with varying gravitational mass” https://arxiv.org/abs/1804.02988
Полученные результаты вставляют в хорошо известную космологию отскока две недостающие пружины и возвращают её в повестку дня. Могу отметить, что есть весомые аргументы и в пользу более общей циклической космологии, например, в ней легко объясняется накопление во Вселенной черных дыр с массами в десятки масс Солнца, а также образование сверхмассивных черных дыр в центре галактик.

О критике. Например, в мой ЖЖ приходили с критикой профессора Иванов и Штанов. Первый пункт – насчет нарушения теоремы Биркгофа - опровергается легко, потому что даже в задачниках для студентов написано, что излучающая гравитационные волны система (а она у нас именно такая) не подпадает под действие этой теоремы. Второй пункт, даже пунктик – о том, что мы якобы не учли другие члены разложения. На вопрос – в каком разложении и какие именно члены мы не учли? - ответа не дано и не могло быть дано, потому что у нас нет никаких разложений. Люди удивительно путают мотивационную и математическую часть. Мы мотивируем свои расчеты слиянием черных дыр и излучением гравитационных волн, но в математике просто рассматриваем гравитационную массу, которая феноменологически меняется по какому-то закону от времени. Но народу чудится, что мы забыли какие-то разложения из области гравитационных волн. Ну, просто мерещится.

Против нашей статьи 2016 года было написано две работы: Marek Abramowicz and J. Lasota “No repulsive force in General Relativity” https://arxiv.org/abs/1608.02882
Здесь авторы опять-таки путают мотивационную и математическую компоненты работы. Да, в статье 2016 года мы говорим о космологии, в которой надо найти антигравитационную силу, но рассматриваем в работе лишь математически модифицированную метрику Шварцшильда, которая может быть применима хоть для отдельных черных дыр. Отметим, что эту метрику получил Кутчера в 2003 году для взрывающейся звезды. Поляки же активно выдвигают против нашей работы аргументы космологического толка, упоминая уравнения Фридмана, что просто не по адресу. А уж утверждение о том, что мы рассматриваем гравитационные волны как некую часть уравнения Фридмана, не лезет ни в какие ворота – ни по отношению не только к работе 2016, но и к космологической работе 2018 года. Да, гравитационные волны играют важную роль в динамике Вселенной, потому что, например, именно в них сбрасывается гравитационная масса сливающихся черных дыр, но сами по себе они в уравнения Фридмана не входят – ведь, согласно нашей начальной посылке, основанной на мнении Эйнштейна и других, они не обладают гравитационной массой. Интересен и момент, когда Марек и Ласота утверждают, что мы нашли антигравитацию ньютоновского толка, не замечая, что она обратно пропорциональна скорости распространения гравполя. Следовательно, в ньютоновском пределе бесконечной скорости новый член исчезает. Марек и Ласота послали свою критику в MNRAS, но рецензию эта откровенно слабая статья не прошла.

Вторая работа: Marek Abramowicz “Velocity, acceleration and gravity in Einstein's relativity”, https://arxiv.org/abs/1608.07136 - см. на 11 странице формула (63): Марек выводит свою формулу ускорения (справа) и сравнивает с нашей формулой (слева) – и делает громкий вывод, что наша работа является «бессмыслицей». Тут проблема в том, что а. наша работа сделана в приближении слабого поля, для которого выражения слева и справа дают одинаковую асимптоту (метрические тензоры в знаменателе становятся равны единице, только с разными знаками); б. обсуждаемая формула не является «нашей» - она взята из кучи классических работ, начиная статьи Гильберта (1917), которой мы следуем в данных расчетах, и кончая учебником Мизнера-Торна-Уилера. Почему формула Марека не совпадает с учебниками? Не дает он ответа. На выбор: он сделал ошибку, спрятанную в его десятистраничной куче векторов Киллинга, или он рассматривает не тот случай, который рассматривается в классических источниках и у нас в статье. В обоих случаях его критика является «бессмыслицей».

Итак, никаких серьезных доводов против математической стороны наших двух статей высказано не было – ни в критике отечественных гравитационистов, ни в интернет статьях польских. Что не помешало некоторым заявить, что ура! - Горькавого с Васильковым разгромили наголову. Не только не разгромили, но даже укрепили, потому что если за почти два года ничего существенного против не нашлось, то это свидетельствует в пользу наших работ. Сейчас мы работаем над третьей, более популярной и обзорной работой, которая даст общий набросок современной версии космологи отскока и приведет аргументы в пользу циклической космологии. Там будет больше вопросов, чем ответов, но в этом же – вся соль науки, верно?
Tags: Научные истории
Subscribe

  • Как стать счастливым?

    Мне прислали книжку в стиле Карнеги - прочитал правила, выполнил и стал счастливым. Вот что я ответил автору, возможно это окажется полезным и для…

  • Литдиаграмма Герцшпрунга-Рассела

    49 читателей прислали свои оценки сотне предложенных книг. Оценки в 10 балльной шкале ставились за: - общее впечатление, - художественность, -…

  • Литпространство

    Прислали 36 анкет про 100 книг. Всем спасибо! Начинаю обработку. Если кто хотел прислать, но ещё не успел - у вас есть время до вечера четверга.…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 33 comments

  • Как стать счастливым?

    Мне прислали книжку в стиле Карнеги - прочитал правила, выполнил и стал счастливым. Вот что я ответил автору, возможно это окажется полезным и для…

  • Литдиаграмма Герцшпрунга-Рассела

    49 читателей прислали свои оценки сотне предложенных книг. Оценки в 10 балльной шкале ставились за: - общее впечатление, - художественность, -…

  • Литпространство

    Прислали 36 анкет про 100 книг. Всем спасибо! Начинаю обработку. Если кто хотел прислать, но ещё не успел - у вас есть время до вечера четверга.…