March 14th, 2014

krym

Информационный парадокс черных дыр и сверхсветовая поверхность Шварцшильда

Известный гравитационист Фролов (у меня его и И.Новикова книга "Физика черных дыр" стоит на полке с 80-х), дал интервью ленте.ру о черных дырах, Хоукинге и иформационном парадоксе.
http://lenta.ru/articles/2014/03/04/blackholes/

"Проблема потери информации в черной дыре является сейчас одной из фундаментальных проблем теоретической физики. Она связана с, казалось бы, простым вопросом: что происходит, когда черная дыра полностью испаряется?
Ясно что этот вопрос чисто теоретический и касается только черных дыр с малой массой (если таковые существуют). Дело в том, что физические теории имеют дело с описанием эволюции системы. То есть, скажем, если у вас есть начальное состояние, то теория позволяет описать, как, начиная с него, будет меняться состояние системы. При этом и в классической и в квантовой механиках предполагается, что информация о системе в ходе эволюции не теряется. Этакий закон сохранения информации.
Это свойство в квантовой физике называют унитарностью. Так вот, если черная дыра испаряется полностью, то наблюдатель полностью теряет информацию о состоянии той части физической системы, которая попала в черную дыру. Или, как говорят физики, теория становится неунитарной.
Вот уже почти 30 лет теоретики спорят об этой проблеме. Исходная точка зрения Хокинга состояла в том, что надо модифицировать квантовую механику. Теория струн приводит аргументы в пользу того, что унитарность каким-то образом восстанавливается после испарения черной дыры. Позднее Хокинг согласился с этой точкой зрения."

Я не специалист в квантовых унитарных хитростях вокруг черных дыр, я просто кондовый и классический (в смысле - "не-квантовый") физик-теоретик. Я вижу простое решение проблемы унитарности, но "простое" - это не то, что ныне ценят гравитационисты и космологи. Смотрите, вот Фролов дает определение черной дыре:

"Оказывается, если масса тела достаточно велика, а радиус — достаточно мал, вторая космическая скорость окажется больше скорости света. Так как, согласно теории Эйнштейна, ничто не может двигаться быстрее света, образуется объект, который не позволяет ничему, даже свету, вырваться наружу. Получается черная дыра."

Но, как я уже писал даже в детских книжках, поверхность Шварцшильда (поверхность черной дыры) может двигаться быстрее скорости света, потому что это нематериальная поверхность. Поэтому, если вторая космическая скорость больше скорости света и ничто (МАТЕРИАЛЬНОЕ) не может двигаться быстрее скорости света, то это совсем не означает, что ничто не может вырваться наружу. Вполне может. Рассмотрим маленькую черную дыру, испаряющуюся по Хокингу. Можно записать классическое условие черной дыры (R=2GM/C^2), продифференцировать его по времени, предполагая переменность радиуса и массы, а потом поставить вместо изменения массы формулу Хокинга. Отсюда легко найти, что когда масса черной дыры станет планковской (две сотых миллиграмма), то скорость уменьшения её радиуса станет сверхсветовой - то есть все информационное содержимое черной дыры получает право вернуться в мир. С моей точки зрения, это может решить проблему иформационного парадокса.

Условие сверхсветового сокращения радиуса черной дыры наступает при уменьшении её массы со скоростью более чем сто тысяч солнечных масс в секунду >С^3/(2G). Я лично полагаю, что для коллапсирующей Вселенной существует и неквантовый механизм такого уменьшения, что разрешает не только информационный парадокс, но и Большой Взрыв и расширение Вселенной. Но тут еще надо спорить о механизмах такого уменьшения гравитационной массы. А в случае минидыр такой механизм (испарение по Хоукингу) давно известен.
krym

Продолжаем развлекаться над "газетной наукой"

Само разогналось: Самое быстрое шаровое скопление и вспышки на Луне в обзоре «Ленты.ру»
http://lenta.ru/articles/2014/03/14/astro/

Читаю про шаровое скопление: "Его лучевая скорость (то есть скорость вдоль луча зрения) составляет минус 1025 километров в секунду (минус перед числом означает, что скопление движется от нас). С учетом того, что галактика M87, из которого вылетело это скопление, сама движется от нас со скоростью 1300 километров в секунду, то полная скорость скопления относительно места своего рождения составляет более двух тысяч километров в секунду."

Кто что понял? Если и скопление, и галактика двигаются от нас, то относительная скорость будет 275 км/с. Ладно, решил я, наверное, галактика двигается к нам (про знак её скорости не так детально рассуждали) и тогда всё совпадает. Нет, читаю дальше - именно скопление летит на нас. Значит, делаем поправку - знак минус соответствует движению К НАМ, а не от нас. Ну, бывает, автор ляпнул и не проверил.

Пару информаций пропускаю и читаю последнюю - про вспышку на Луне: "Количество энергии, которая выделилась при ударе, позволяет говорить, что на Луну упал камень размером около 1-2 метров и массой в десятки или малые сотни килограммов (что в разы меньше знаменитого Челябинского метеорита)."

Та-ак, начинаем разбор полетов. Человек, учившийся в советской школе, навсегда запомнил формулу объема сферы. Пренебрегая разницей между числом Пи и 3, получим, что сфера диаметром в метр имеет объем в полкубометра, диаметром в 2 метра - 4 кубометра. Если взять плотность камня, подобного челябинскому метеориту и каменным астероидам (2500 кг на кубометр), то получим, что камень размером в метр имеет массу в 1300 кг, а размером в 2 метра - 10000 кг (10 тонн). Как получились "десятки и малые сотни килограмм"? Кстати, масса Челябинского болида была 13 ТЫСЯЧ ТОНН или 13000000 кг, что в 1300 раз больше чем даже 2 метровый камень. Где получились "разы"? Неуд по арифметике, а за "малые сотни килограмм" - трояк по русскому. Лучше "несколько сот килограмм". В дальнейшие расчеты в обзоре я даже вдумываться не стал - ну уже не верю...

Автор обзора - опытный спецкор Антон Бирюков, вроде астроном по образованию. Это что, такие пирожки нынче лепят выпускники ГАИШ?