Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

krym

Научно-фантастическая трилогия "Астровитянка": финальная информация

Полагаю, что бумажных переизданий научно-фантастической трилогии "Астровитянка", видимо, больше не будет. Поэтому подвожу итоги и снимаю посты про отдельные тома, делая на них ссылки. Первый том был опубликован в 2008 году, второй - в 2009-м, третий - в 2010. Супертом содержит все три книги:

Первая книга вышла еще тремя дополнительными изданиями - в карманном формате и мягкой обложке, а также с разделением на две части: "Космический маугли" и "Уравнение будущего". Самое свежее издание 2016-2017 года вышло с иллюстрациями Дм.Никулушкина:

Советовать, где купить в бумаге, не могу - потому что все практически раскуплено.
Но ищущий - всегда найдет. Всем моим читателям - большое спасибо!

P.S. Некоторые прошлые посты об Астровитянке и обсуждение отдельных томов:
https://don-beaver.livejournal.com/2834.html (научность и достоверность в "Астровитянке")
https://don-beaver.livejournal.com/2473.html
https://don-beaver.livejournal.com/83867.html
https://don-beaver.livejournal.com/178988.html
https://don-beaver.livejournal.com/66729.html
P.P.S. Аудиокнига "Астровитянка" в шести частях: https://don-beaver.livejournal.com/197274.html
krym

Фантастический конкурс "Млечный Путь"

Конкурс фантастики "Млечный Путь" стартовал 12 апреля, как и полагается космическому конурсу:


Детальное положение о конкурсе - на сайте издательства СеЖеГа и его страницах в соцсетях:
https://sejega.ru/
https://vk.com/id159295768?w=wall-185498208_755 - страница в ВК
https://www.facebook.com/photo?fbid=3633584420086565&set=gm.987124492095184 - в ФБ
https://ok.ru/group/56943621898385/topic/153313654983569 - в Одноклассниках

Я считаю, что космические корабли рождаются не на заводах, а в мечтах. Фантастика - это витамин будущего. Участвуйте в конкурсе и долой авитаминоз!

Надеюсь, что мои читатели, заинтересованные в звездных витаминах, следят и за серией "Звездный портал": https://book24.ru/serie/zvezdnyy-portal-5946785/, где выходят классическая книга старшего Лукьяненко "Мальчик и тьма" и дебютная книга младшего Лукьяненко "Лето на Цеоде".

Третьей книгой будет мой "Курьер-619", а в дальнейшем (если серия будет успешной) планируется переиздание "Астровитянки". Кстати, мне прислали замечательный буктрейлер на "Астровитянку" от челябинской школьницы, которая сама как астровитянка!
https://www.youtube.com/watch?v=X2-xixlb0po
krym

Какой глубины лунный океан?

НАСА с восторгом сообщает о льдах, найденных в затененных кратерах: https://www.mentalfloss.com/article/555184/nasa-has-confirmed-evidence-water-ice-moon
Сенсация! История Земли тоже пересматривается – оказывается, в древности она была еще более «водяной», чем сейчас: https://www.sciencemag.org/news/2021/03/ancient-earth-was-water-world
Недавно видел статью (увы, потерял ссылку) о том, что геологи находят все больше свидетельств о столь раннем формировании коры у Земли и первых живых организмов на ней, что старые представления о первичной раскаленной безводной Земле начинают сменяться пониманием о том, что Земля с самого начала была прохладной и влажной.

Да, страшные люди эти мегаимпактщики – не дрогнув глазом, испарили земные океаны и расплавили не только Землю, но и Луну... И настала в планетологии такая «сушь», что воду в образцах «Аполлонов» сочли земным загрязнением, а на аналогичные данные советских «Лун» не обратили никакого внимания. Поэтому, когда я открыл старую книжку «Вопросы космогонии» 1963 года (о статье Зельдовича из нее я уже рассказывал), то с немалым удивлением увидел статью В.С. Сафронова и Е.Л. Рускол «История лунной атмосферы и возможность присутствия на Луне льда и органических соединений». Статья меня поразила тем, что она, написанная 60 лет назад, в свете нынешних наблюдательных данных о Луне, выглядит современнее, чем теории последних сорока лет. Поэтому я перефотографировал эту статью и привожу её в конце этого текста. Хочу отдать этим дань уважения Виктору Сергеевичу и Евгении Леонидовне, которых я хорошо знал. Я не раз выступал у них на семинарах, а Виктор Сергеевич был рецензентом моей кандидатской.

Суть статьи проста: если собирать Луну из примерно такого же вещества, из которого собралась Земля, то в процессе эволюции выделится примерно сто килограмм воды на квадратный сантиметр лунной поверхности. Не читайте дальше, а попробуйте сами подсчитать – какой глубины получится лунный океан при таком количестве воды на кв.см? Правильно – лунный океан будет глубиной в километр. Естественно, что вода выделялась медленно и улетучивалась в космос, поэтому атмосфера у Луны была всегда реденькая, но, как активно обсуждали ученые разных стран в начале 60-х, примерно одна тысячная лунной воды должна была остаться в полярных затененных кратерах. Для шестидесятников – это была очевидная штука, остаток первичного «океана» Луны.

Евгения Леонидовна Рускол была автором книги «Происхождение Луны», 1974 года, которая содержала вполне реалистичную модель формирования Луны (включающую несколько начальных спутников), но требовала дополнения в виде включения потока вещества из земной мантии при ударах астероидов. Этого сделано не было. Полагаю – из-за отсутствия государственного интереса.

А ведь это Луна – которая висит все время над головой, куда стремились наперегонки, куда высаживались под фанфары и всемирные восторги… И какое-то невероятное пренебрежение научной стороной. Вот американская теория мегаимпакта получила национальную поддержку, могучее финансирование и всевозможный пиар. Поэтому лунная теоретическая наука деградировала и выродилась в космическую лунную сушь… Знаете, что произошло с умной израильской девушкой Ралукой Руфу, которая сказала, что король-то голый, и недавно опубликовала статью про мультиимпактную модель, опровергающую американскую мегаимпактную теорию Луны? Статью в Nature игнорировать было трудно, поэтому американцы-мегаимпактщики взяли Ралуку Руфу на работу! С одной стороны, сейчас они присмотрят, чтобы она копала в "нужном" направлении, с другой стороны – её мегаимпактную модель нынче кратенько включают в американские обзоры (я уже видел такой обзор) – мол, гляньте, мы движемся широким фронтом вперед, цветут на нашей грядке тысячи цветов, и чертополох мегаимпакта просто самый крупный… Гениальный бизнес-ход в деятельности, которая когда-то была наукой и поиском истины. Сейчас, если наблюдатели окончательно закопают теорию мегаимпакта, то американские теоретики быстро сменят вектор и снова будут на коне. А другим космическим державам на лунную теорию, по-моему, вообще плевать.

На днях я сдал в печать две статьи про образование пояса астероидов и про дефицит массы Марса - в соавторстве с моим аспирантом, которому эти статьи нужны для защиты. Помимо этого, в настоящий момент нет ни одного научного учреждения, которое было бы заинтересовано в моих работах по Луне или планетам. Я взвесил все обстоятельства и решил прекратить работу в области планетологии, которой отдал 40 лет. Зачем мне лишние заботы, если это никому не интересно? Личное любопытство я удовлетворил, а детали и доказательства – это дело совсем другое.

Теперь, слово умнейшим Виктору Сергеевичу и Евгении Леонидовне, и их забытой (но верной) теории испарившихся лунных океанов (кстати, следующая статья в сборнике, тоже очень верная, – еще одного моего старого знакомого интеллигентнейшего Бориса Юльевича Левина, с которым мы частенько беседовали):
Collapse )
krym

С космическим юбилеем!

60 лет назад Юрий Гагарин взлетел над Землей и открыл эру продвижения человека в космос. Сейчас 12 апреля – это День Космонавтики и «Ночь Юрия» по всей планете: https://en.wikipedia.org/wiki/Yuri%27s_Night

Я отмечаю этот юбилей тем, что именно 12 апреля моя новая книга «Курьер-619» о космических приключениях и освоении Солнечной системы появляется на полках магазинов: https://book24.ru/product/kurer-619-5951705/
Ее уже отрекомендовал «Мир фантастики» и Борис Невский в «Книжных новинках апреля»: https://www.mirf.ru/book/chitat-fantastika-novinki-aprel-2021/
Отрывок из «Курьера-619» будет опубликован в журнале МФТИ «За науку!», где в ряде выпусков будет праздноваться юбилей космонавтики. Там же, к 12 апреля помещена и моя статья «Зачем нам марсианские города?» https://don-beaver.livejournal.com/250025.html

У многих умных людей есть такая неприятная черта – они других считают полными дураками. Вот и в моей ЖЖ развернулась баталия – полезен или вреден Маск для дела освоения космоса, мол, пошлет он на Марс кучу людей на своих химических бочках, они там умрут в прямом эфире от голода и аппендицита, чем заставят остальных землян в ужасе отвернутся от космоса. Пожалуйста, не надо думать, что вы единственные умники на Земле. Ну, пожалуйста. Маск сам не дурак и набрал много умных людей в свою команду – если это не очевидно из таких достижений, как быстрая постройка многоразовых космических ракет и захват огромной доли рынка космических запусков, то это означает, что многие очевидные вещи для вас не очевидны, и что вы значительно переоцениваете свой интеллект :)

Нужно ли ждать ядерный буксир и отказываться от «химических бочек», мол, Маск ничего нового не вносит в космические полеты? Я полагаю, что Маск делает совершенно правильно, выжимая все до конца из уже опробованной технологии химических ракет. Ведь нет принципиальной разницы между первым паровозом и навороченным «Порше» - там и там горячий пар (или газ) наполняет цилиндр, который толкает поршень и т.д. вплоть до колес. Но каждый понимает, какая колоссальная фактическая разница между современными автомобилями и паровозом (или первыми автомобилями-каретами с керосинкой вместо лошади).

Любые марсианские экспедиции будут сопровождаться серией грузовых ракет (вот нужны им ядерные двигатели для скорости? Хотя от таких ядерных буксиров никто не отказывается). Они будут лететь непрерывным потоком и до, и после посадки людей, страхуя их от возможных проблем с запасами. Есть такая область человеческого знания – логистика, которая позволяет все нужное подсчитать и доставить заранее. Насчет аппендицита etc: когда на Марс прибудет первая долгосрочная экспедиция, скажем в 20 человек, там будут и врач, и инструменты с лекарствами для оказания квалифицированной медицинской помощи (это при том, что первые экспедиции будут при строгом медицинском отборе первых марсиан). В принципе не должно быть варианта, что с Марса потребуется вернуть всех людей назад. А если потребуется сверхсложная операция, невозможная в условиях Марса? Что ж, есть некий риск, о котором участники экспедиции будут извещены. Но много ли возможностей у людей, живущих в тундре или в глухих деревнях прибегнуть к высококвалифицированной медицинской помощи? Думаю, что Маск вполне понимает проблему – и на одной из грузовых ракет будет хорошо оборудованная операционная. Поэтому не нужно панических и малообоснованных заявлений. Маск в твиттере может казаться легкомысленным из-за лаконичности, но его проекты хорошо просчитаны и реализуются. При этом он – гордость американской космонавтики: если у него будут проблемы с обеспечением марсианских поселений, то государство впишется любыми суммами, потому что там будут жить и астронавты НАСА.

Итак, я бодро смотрю в космическое будущее человечества, чего и вам желаю!
krym

Зачем нам марсианские города?


Сегодня все уже понимают, что с изучением планет Солнечной системы прекрасно справляются дешевые и неприхотливые роботы и автоматические станции. Так зачем нам самим стремиться в космос?

Ответ прост: люди в космосе нужны не для исследования, а для освоения Солнечной системы. Это вопрос выбора глобальной, на многие столетия, стратегии развития человечества: или мы навсегда остаемся жить на уютной Земле, рассылая по Солнечной системе роботов и временные экспедиции, или нам удастся распространить свой ареал обитания на всю планетную систему.

Для начала небольшие группы исследователей должны поселиться на других телах Солнечной системы на несколько месяцев (или лет), чтобы решить главные вопросы, на которые роботы ответить не могут:

Сможет ли человек жить в космосе?
Могут ли космические поселения людей существовать при разумных расходах (минимальной помощи от Земли)?
Можно ли сделать космическую экспансию экономически выгодной для земной цивилизации?

Эти три вопроса — ключевые для создания лунных и марсианских городов и перспектив великого космического переселения, о котором мечтают фантасты. При этом разумно будет рассчитывать не на фантастические прорывы вроде нуль-транспортировки и искусственной гравитации, а на современный уровень технологий и на обозримую перспективу их развития.

Далее -
https://zanauku.mipt.ru/2021/04/09/zachem-nam-marsianskie-goroda/
krym

Вечный монах Оккам и Зельдович-63 о космологии

Abba65 решил, что монах Оккам в темном деле о темной материи поддерживает гипотезу ВИМПов, потому что она одна, а идею черных дыр – нет, потому что там "два предположения: 1) почему мы их не замечаем (по косвенным проявлениям), 2) откуда они взялись в таком количестве."
Решение неправильное. Давайте разбираться.

ВИМПы могут служить темной материей при выполнении ЧЕТЫРЕХ предположений:
1. Существует частица Х, которая не предсказывается Стандартной теорией (которая пока практически безупречно подтверждается экспериментом).
2. Эта частица обладает столь малым сечением Y, что почти не взаимодействует с веществом, отчего долго избегала знакомства с экспериментаторами.
3. Эта частица обладает средними очень медленными скоростями Z в сотни километров в секунду, что близко к скоростям барионной материи в галактике (что странно для столь скользкой частицы – вот похожее по малому сечению нейтрино движется практически со скоростью света. А барионы медленные, потому что постоянно сталкиваются друг с другом).
4. Популяция этих неуловимых частиц по суммарной массе W превосходит мировую массу барионов в 4 раза! То есть, речь идет не о какой-то мелкой примеси к мирозданию, а об его основной компоненте. Странно и то, что это превосходство ВСЕГО в 4 раза, потому что никакой связи между частицами X и барионами быть не должно – и тогда отчего такие совпадения? Почему не на 4 порядка?

Если бы я заключал пари на такую дохлую квантовую лошадь с четырьмя хромающими ногами XYZW, то и ломаного гроша на неё не поставил бы.

Теперь рассмотрим эти же 4 пункта для черных дыр, как кандидатов на темную материю.
1. Черные дыры безусловно существуют – в полном соответствии с предсказанием ОТО и современными наблюдениями.
2. Они настолько темны, что их прямое наблюдение законным образом очень затруднительно. Их находят лишь по аккреционным дискам (которые случаются, только если черная дыра входит в двойную систему со звездой или жрет целые звезды в центре галактик) и гравитационным волнам (метод стал доступен только с 2015 года). Микролинзирования черные дыры легко избегают, собираясь в малозаметные скопления. Ну, можно считать это ПЕРВЫМ предположением (ничуть не экзотическим - все космические тела стремятся образовавать скопления).
3. Черные дыры, возникшие в результате коллапса звезд, логично имеют скорости, сопоставимые со скоростями звезд и шаровых скоплений в галактике.
4. Единственной серьезной проблемой является механизм накопления черных дыр в нужном количестве, потому что они рождаются при редких взрывах сверхновых. Эта проблема решается при ВТОРОМ предположении (далеко не новом), что Вселенная циклична, а, следовательно, может накапливать черные дыры из цикла в цикл.

Итак, мудрый Оккам, сопоставив 4 странных (и ad hoc) предположения, которые требуются для ВИМПов, с двумя логичными (которые взяты из уже существующего арсенала астрономии) предположениями, которых достаточно для успеха модели черных дыр, безусловно, выступит на стороне света против сил тьмы.

Уверен, что такое противопоставление будет типично для любой космологической проблемы, где будут соперничать квантовый и классический подход.

Кстати, в моей домашней библиотеке столько сокровищ, что я сам о них не всегда знаю. На днях я достал с полки и открыл удивительную книжку «Вопросы космогонии», Издательство Астросовета АН СССР, 1963 год с материалами семинара в Тарту, 7-13 июля 1962 года. Там созвездие великанов, многих из которых я лично узнал, правда, гораздо позже: Зельдович (4 статьи!), Пикельнер, Франк-Каменецкий, Амбарцумян, Понтекорво, Сафронов, Рускол, Левин. В этом время Я.Б.Зельдович уже стал уходить от ядерных проблем, за которые он стал трижды Героем труда, и обращать свой взор на астрофизику и космологию. Зельдович был, по общему мнению, невероятно прозорливым человеком, который атомную бомбу насквозь видел невооруженным взглядом. Собственно, Зельдович стал и отцом советской квантовой космологии (С. Вайнберг проделал аналогичную эволюцию в США).

В статье «Дозвездная эволюция вещества» (в этом сборнике 1963 года) Зельдович разбирает теорию горячей Вселенной Гамова-Альфера-Хермана, попытки которых получить наблюдаемый химсостав Вселенной, он считает «наивными». Он задает и анализирует четыре варианта различных условий для термоядерных реакций в начальный момент Вселенной. Второй вариант – это модель Гамова-Альфера-Хермана. Зельдович отмечает, что в этой модели «эффективная температура электромагнитного излучения (света) равна 23К» (то есть реликтового излучения, оставшегося от горячей стадии Вселенной). Далее Зельдович делает заключение: «Следует признать, что эти значения лежат за гранью разумного и не согласуются с современными представлениями о материальном и энергетическом балансе Вселенной» В заключение анализа варианта 2, Зельдович пишет: «Возвращаясь к вопросу о начальной стадии мира, необходимо признать, что представления Гамова, Альфера и Германа о высокой температуре в этой стадии противоречат современным сведениям» (тут он ссылается на критику горячей Вселенной со стороны Ферми).

Сам Зельдович уверенно настаивает на четвертом варианте: «Мы приходим к единственно возможному, единственно правильному варианту». Этот самый правильный вариант начальной Вселенной, состоящей из «холодного чистого водорода», «вполне согласуется с современными астрофизическими представлениями». Зельдович анонсирует на эту тему статью с Якубовым в «Астрономическом журнале» (1964 год, в печати).

Я нисколько не сомневаюсь, что у этой модели Зельдовича было блестящее будущее, и она получила бы самое широкое распространение среди отечественных космологов (попробовал бы какой-нибудь чижик-рецензент из «Астрономического журнала» возразить против модели трижды Героя!). Но тут случился 1965 год, и открытие реликтового излучения приземленными инженерами Пензиасом-Вильсоном, полностью подтвердившее модель горячей Вселенной и «наивную» теорию Гамова-Альфера-Хермана…
krym

«Межзвездный крейсер» Оумуамуа оказался остатком экзо-транснептуна

Как я уже говорил, для опытного глаза правильные теории сразу отличаются от остальных. У них благородный экстерьер и простое изящество линий. Когда прилетел в Солнечную систему объект Оумуамуа, то он, кроме очевидной межзвездности (эксцентриситет орбиты заметно больше единицы), привлек внимание еще и тем, что был странной вытянутой формы, которая не встречается среди тел Солнечной системы: то ли сигара, то ли диск. А потом, удаляясь от Солнца, он проявил признаки ускорения – близкого к кометному (комета испаряется, когда Солнце ей светит в спину), но более сильного и без видимой комы.

Естественно, сразу возникла идея, что это корабль инопланетян. Больше всего меда с этой идеи собрал гарвардский астроном Лоеб, который даже книгу успел написать на эту тему. Видел статью китайских ученых о том, что приливное разрушение при пролете кометы возле звезды вытягивает тело так, что оно разрушается на обломки, но если представить комету в виде мягкой жвачки… то она вытянется и застынет сигарой. Ну, здесь нет антинаучности, но вероятность таких сценариев и таких тянучек весьма невысока. И вот появилась статья двух молодых американцев: https://smotrim.ru/article/2538529
здесь картинка лучше: https://news.agu.org/press-release/interstellar-object-oumuamua-is-likely-a-piece-of-a-pluto-like-planet/
где они показали, что если комета состоит из азотного льда, то и комы не будет, и ускорение правильное, как и альбедо. И блестящее объяснение – почему диск: ведь если взять обычный эллипсоид и его испарять одинаково со всех сторон, то… в конце он превратится в пластинку! Как округлое мыло постепенно превращается в плоский обмылок. Достаточно нарисовать эллипс и поколдовать – и экзотическая форма Оумуамуа получает изящное и несомненно верное объяснение:



Насчет «обломка планеты», о которой говорится в прессе, это не очень верно. На самом деле, это просто представитель пояса транснептунов другой звезды или экзо-транснептунов. Планеты земной группы, у которых первая космическая скорость (задающая скорость хаотического движения тел в зоне питания планеты) заметно меньше орбитальной скорости, не разбрасываются веществом из зоной питания и трясутся, буквально, над каждой пылинкой. Планеты-гиганты, у которых первая космическая скорость заметно больше орбитальной скорости, наоборот, жуткие неряхи: во время «поедания» более мелких тел, они разбрасывают бОльшую часть тел, вышвыривая их из планетной системы в межзвездное пространство. Вот картинка из моей статьи 2000 года: «Four Cometary Belts Associated with the Orbits of Giant Planets: A New View of the Outer Solar System's Structure Emerges from Numerical Simulations» (https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0001316.pdf). Видно, что от каждой планеты-гиганта уходит вдаль (к звездам) хвост из кометных тел или транснептунов. Вот один из таких «странников» и посетил нашу Солнечную систему. И он явно не последний гость.



Так что Лоеб промахнулся. Это понятно: хоть он и правильно критикует теорию инфляции, но делает это с «семейных позиций», оставаясь квантовым космологом. Это означает – человеком, который прекрасно разбирается в общественном пиаре и совсем не сечёт в реальных физических системах.
krym

В космос через фантастику!

Недавно меня спросили, что я думаю про космическую экспансию и про частную космонавтику и Илона Маска. Мол, в России (особенно в Роскосмосе) многие сомневаются в нем, видя обман и пиар. Я ответил (текст выйдет к юбилею полета Гагарина), что частная космонавтика – это прорыв и надежда. Для определения космической стратегии человечества на ближайшие столетия, нам надо знать – сможет ли человек постоянно жить (работать и растить детей) при марсианской силе тяжести (38% от земной) и в условиях лунной гравитации (16.5% от земного притяжения). Мы в космосе (теоретически) сможем преодолеть все проблемы, но только не слабую гравитацию в космических городах. Если мы сумеем поселиться стабильно не только на Марсе (что еще вопрос), но и на нашем спутнике, то у нас появится возможность расселения еще и на 4-х галилеевских спутниках Юпитера и на Титане, где сила тяжести аналогична, а на Титане даже есть плотная азотная атмосфера и можно жить без герметичного скафандра. На Церере тяжесть всего 3% от земной, поэтому вряд ли там человек выживет.

В качестве иллюстрации к моим мыслям, сегодня (14 марта 2021) Маск запустил собственной ракетой 60 спутников для своего интернета. Многоразовая ракета-носитель благополучно приземлилась (на корабль), совершив свой девятый полет (именно этот носитель). Всего за 10 дней, с учетом запусков 4 и 11 марта, Маск вывел в космос 180 спутников, стремительно приближаясь к моменту, когда его компания SpaceX станет продавать интернет по всему миру. Тем самым, Маск получит мощный и не зависящий от госзаказов источник финансирования своих планов, нацеленных на Марс и на космическую колонизацию. А знаете, почему они у него есть? Потому что он в детстве читал Хайнлайна, Азимова и других фантастов: https://habr.com/ru/post/385893/

Я думаю, что
Общество, которое не читает фантастику, не имеет будущего,
поэтому выступаю информационным спонсором одного замечательного литературного конкурса в Крыму. Спонсоры - помогайте чем можете, хотя бы деньгами на призы! Школьники - участвуйте! Детальное положение о конкурсе будет опубликовано 12 апреля на сайте издательства СеЖеГа и его страницах в сетях:

https://sejega.ru/
https://vk.com/id159295768?w=wall-185498208_755 - страница в ВК
https://www.facebook.com/photo/?fbid=3530891163689225&set=a.148716291906746 - в ФБ

Но уже сейчас можно начать работать над своей космической мечтой!

krym

Разговор о черных дырах и гравитационных волнах

Мне задали кучу интересных вопросов по поводу гравитационных волн. Я их переставил местами, сгруппировал и отвечаю:

1. Существует ли механизм рассеивания/переотражения гравволн во вселенной?

Конечно, как и у всяких других волн. Наиболее эффективными рассеивателями гравволн являются черные дыры, но и Солнце, которое отклоняет свет звезды своим полем, будет тоже самое делать с гравитационной волной (не очень длинной). Отражение – тут надо смотреть, может быть только внутренняя часть черной дыры может претендовать на такое явление.

2. Что случается с гравволнами, которые подлетают к границе сферы Шварцшильда изнутри ЧД? Исходя из определения, что ничего ЧД покинуть не может, пространство там для стороннего наблюдателя должно эффективно растягиваться? Гравволны должны отражаться? Что случается с гравволнами, когда эта сфера начинает расти? Их параметры меняются? Могут ли гравволны "накапливаться" на границе? Что случается с гравволнами, что приближаются к границе СБЧД? Ведь от цикла к циклу всегда есть какая-то часть, что пытается преодолеть горизонт событий, эффективно снижая оставшуюся массу и как результат радиус СБЧД следующего цикла.

Думаю, что изнутри ЧД ведет себя с объектами и волнами примерно также как земное гравитационное поле ведет себя с предметами, брошенными вверх: все они расходуют свою энергию на подъем по радиусу, а потом падают вниз. Разница только в том, что с Земли можно вырваться, взяв ракету помощнее, а из черной дыры вырваться никак нельзя. Возникает вопрос: что будет, если часть вещества внутри черной дыры перевести в гравитационные волны, тем самым, уменьшить её массу (или наоборот, и увеличить её массу)? Согласно законам ОТО, радиус черной дыры в первом случае уменьшится, а во втором – увеличится. И тут есть возможность вырваться из черной дыры, которую использует и сжатая Вселенная: если сфера черной дыры сократится значительно, то часть вещества окажется за её пределеми – без какого-либо нарушения ОТО, потому что это не вещество превысило скорость света, а сократилась сама дыра, граница которой – величина условная, не имеющая массы и способная передвигаться как угодно. Но! Освобожденное вещество летит до тех пор, пока его не настигнет сзади растущая Большая черная дыра, которая поглощает фон гравитационных волн – и быстро растет. Таким образом, цикл Вселенной заключается в том, что черная дыра то выпускает вещество, то проглатывает его, как кит – Иону.

2. Что случается с гравволнами, поглощенными Самой Большой Черной Дырой (СБЧД)? Они остаются гравволнами внутри черной дыры, повышая ее массу? Если да, почему количество гравволн не растет от цикла к циклу? Или растет? Есть ли механизмы трансформации гравволн в материю? Можно ли в теории наблюдать гравволны прошлого/позапрошлого/позапозапрошлого и тд циклов в нашей Вселенной?

Это отличный вопрос, для ответа на который предлагаю прыгнуть в черную дыру. Будем совершать этот полет в полном соответствии с законами ОТО, только нужно хорошо подготовиться. Возьмем с собой три коробки. В первую поместим маленькую черную дыру (любую, какую достанете, но в пределах тонны – для удобства транспортировки). Вторую плотно набьем гравитационными волнами (не нужно спрашивать о материале отражателя на стенках, тренируем воображение). В третьей разместим НЕЧТО (сами решите, что), которое характеризуется полным 4-х мерным тензором энергии-импульса материи – то есть имеет энергию, импульс и момент импульса. Успокоим тех, кто подвержен голливудским страхам о «спаггетизации» тела на краю черной дыры: выбираем дыру большую, где приливные силы для маленького корабля ничтожны, так что спокойно летим.

На почтительном расстоянии от дыры нас встречает таможенник (везде нужен порядок!), который внимательно пересчитывает весь наш товар, заодно взвешивает наш корабль и нас самих. И этот же таможенник внимательно смотрит, как мы ухаем в черную дыру, увеличивая её массу – и записывает новое значение в свой журнал. Внимание! Мы взяли с собой много чего, не только гравитационную массу в виде корабля и черной дыры, но и коробку гравитационных волн, которые имеют специфическую энергию, а гравитационную массу – нет. А также НЕЧТО с 4-х мерным тензором энергии имело много чего за душой – но все в результате обернулось только добавкой массы дыры. Если наш корабль падал строго по радиусу и не имел электрического заряда, то все его разнообразное содержимое было «проинтегрировано» черной дырой только и только в скалярную массу. Все это произошло под строгим наблюдением законов ОТО, который характеризует простые черные дыры (не вращающиеся и без электрического заряда) только и только гравитационной массой.

Но те же самые законы ОТО (а именно принцип эквивалентности) утверждает, что мы в своем корабле даже не заметим пересечения границы большой черной дыры и проскочим ее без проблем вместе со всем захваченным хозяйством. Это означает, что гравитационные волны в собственной системе отсчета проникают в черную дыру и остаются там таким же волнами, как и мелкая черная дыра, и НЕЧТО со своими угловатыми импульсами. Да и мы тоже останемся в добром здравии. И внутри большой черной дыры граволны не будут повышать её массу – в согласии с законами ОТО. И на мнение таможенника им наплевать, потому что с их точки зрения таможенник, даже вечный, давно умер. Если вы подумаете, что мы тут отступили от ОТО, то зря вы это подумали – мы теорий не изобретаем, нам над следствиями известных теорий еще корпеть и корпеть.
Теперь о том – почему не растет количество гравитационных волн от цикла к циклу? Кстати, совершенно такой же вопрос можно задать и о барионах: если они производятся в каждом цикле, то почему не растет их количество? Или наоборот – если они все время поглощаются черными дырами, то почему в мире не останутся только черные дыры? Это очень важный и тонкий момент.

По нашим моделям (увы – все еще в печати), если включить такой механизм производства черных дыр, как взрывы сверхновых, то получим начальный спектр черных дыр с массой в 4-10 масс солнца. Никаких сверхмассивных дыр в такой вселенной нет. Но примерно за тысячу циклов (а в каждом цикле возникает новая партия дыр, свежеизготовленных при взрывах Сверхновых), черные дыры набирают вес и превращаются в сверхмассивные дыры, которые всего за часть цикла, порождают Большую Черную Дыру (БЧД), за полцикла растущую в размере от светового года, до триллиона световых лет. И это распределение черных дыр сохраняется стационарным – с учетом, конечно, пульсирующей БЧД. Что такое стационарность такого распределения? Это означает, что мы наталкиваем в эти дыры барионы и гравитационные волны – и они уходят из нашего поля зрения, но потом, мы влетаем в растущую БЧД – и обнаруживаем там значительное количество гравитационных волн, фотонов и барионов (звезд, галактик и планет), которые считали уже утраченными. Гравитация заставляет нас лететь к центру мира, сталкиваться, порождать новые барионы и гравитационные волны – но везде царит цикличность, то есть своего рода квазистационарность. Черные дыры кормятся барионами и излучениями и растут, возвращая нам их часть при попадании в БЧД. И так как распределение черных дыр у нас СТАЦИОНАРНО, то оно не может вмещать больше определенного предела барионов или излучения. Поэтому у нас реализуется и стационарность (ну, периодичность) распределения каждой из этих компонент. Их баланс должен быть изучен в деталях, но общий принцип должен быть такой.

О том, какие гравитационные волны рождает осциллирующая Вселенная – мы поговорим отдельно. Но, забегая вперед, сразу скажу: как черные дыры накапливаются в течение многих сотен циклов, так и фоновое гравитационное излучение должно переходить из цикла в цикл. И сейчас вокруг себя мы видим не только смесь черных дыр из сотен космологических циклов, но и фон гравитационных волн разных возрастов. И все это – не выходя за рамки ОТО, без единого нового физического предположения. Уважения к мнению Эйнштейна в интерпретации ОТО (что в источниках поля там нет гравволн) оказалось достаточно, чтобы построить непротиворечивую осциллирующую космологию.
krym

NANOGrav: кульминация третьей космологической революции

Каждые полвека в космологии происходит революционная смена космологической парадигмы. Теоретики важны в этой смене, но ключевая роль всегда принадлежит наблюдателям. В первой половине 20 века, благодаря измерениям скоростей галактик и расстояний до них, Вселенной из маленькой (размером с Млечный Путь) и стационарной стала огромной и расширяющейся. В 1965 году было открыто реликтовое электромагнитное излучение - и во второй половине 20 века фригидная и флегматично расширяющаяся Вселенная Хойла уступила место пылкому Большому Взрыву Гамова. Я полагаю, что в космологической революции первой половины 21 века (признаков которой накопилось достаточно) мы приближаемся к аналогичной ключевой точке, которая связана с открытием изотропного фона длинных (около светового года) гравитационных волн консорциумом крупных радиотелескопов NANAGrav. Напомню, что в 2015 году детектор LIGO открыл гравитационные волны от недавних индивидуальных слияний черных дыр звездной массы; наиболее общепринятая (и вполне логичная) интерпретация открытия NANOGrav – что это аналогичные волны от двойных сверхмассивных черных дыр, которые (по одиночке) находят в центрах галактик. Так как эти галактические дыры в миллионы и миллиарды раз массивнее звездных дыр LIGO, то и волны они генерируют гораздо длиннее. Тем более, что в этом случае обычно рассматриваются не краткий (и самый выскочастотный) момент слияния, а продолжительный период более низкочастотного излучения от квазистабильной двойной черной дыры. Но в этих оценках много неопределенности из-за незнания вероятности слияния галактик и трудностей сброса углового момента у двойной дыры такой массы. Хочу отметить, что открытие LIGO гравволн – это событие наиважнейшее и имеющее далеко идущие последствия, но впрямую оно не зачеркивает каких-либо космологических теорий. Если NANOGrav – это LIGO-2, то его роль будет аналогичной. Но, полагаю, открытие NANOGrav может быть гораздо критичнее для космологии, чем результат LIGO.

Я об открытии NANOGrav узнал поздновато (пресса как-то не очень бодро освещала это событие, так что огромное спасибо моему жж-другу за ссылку), и пару дней рассматривал это открытие как интересное, но внешнее - лично для меня. Но быстро понял, что оно имеет самое непосредственное отношение к нашей теории! Мы в статье с Васильковым и Мазером (2018; полный текст здесь: https://pos.sissa.it/335/039) писали: «We consider the bouncing cosmology in the light of the latest discovery of gravitational waves and a large number of massive black holes, which are a probable candidate for the role of dark matter. When the Universe collapses, a significant part of the gravitational mass of the merging black holes turns into gravitational waves». «A cyclic model of the Universe can be developed on the basis of periodic transformation of the mass of merging black holes into gravitational waves and absorption of the background gravitational radiation by the BBH».
«Мы рассматриваем космологию отскока в свете последнего открытия гравитационных волн и большого количества массивных черных дыр, которые являются вероятным кандидатом на роль темной материи. Когда Вселенная коллапсирует, значительная часть гравитационной массы сливающихся черных дыр превращается в гравитационные волны». «Циклическая модель Вселенной может быть построена на основе периодического преобразования массы сливающихся черных дыр в гравитационные волны и поглощения фонового гравитационного излучения Большой Черной Дыры».
Но мы не обсуждали характеристики этих образующихся при коллапсе гравволн и фонового гравизлучения. Настала пора это сделать. За последние 10 дней я прошел интенсивный «курс молодого бойца» в физике гравитационных волн и проделал ряд расчетов, используя классические формулы, только применив их к нашему случаю. Выводы: изотропный фон длинных гравитационных волн (LGW), открытый NANOGrav, является не квазисовременным, а РЕЛИКТОВЫМ излучением, как и излучение, обнаруженное в 1965 году, только не из электромагнитных, а из гравитационных волн. LGW возникли из тех же черных дыр звездных масс, слияние которых зафиксировало LIGO. Вот только NANOGrav поймала гораздо более массовое слияние таких черных дыр, которое произошло при Большом Сжатии Вселенной (до размера порядка светового года), предшествовавшем Большому Взрыву. Из-за расширения Вселенной реликтовое излучение, родившееся 380 тысяч лет после начала Большого Взрыва, остыло в тысячу раз, а гравитационное излучение, гораздо более древнее - растянулось в 10 миллиардов раз. То есть, NANOGrav волны – это реликтовые LIGO волны, длина которых увеличена из-за расширения Вселенной. Волны NANOGrav дают информацию о первых секундах жизни Вселенной!

На основе космологии отскока удалось объяснить не только все наблюдаемые NANOGrav особенности спектра длинных гравитационных волн (амплитуда, частота, зависимость амплитуды от частоты), но и сделаны конкретные предсказания для будущих наблюдений. Насколько мне помнится (не уверен), инфляционная теория предсказывает плавный спектр реликтовых гравитационных волн, причем равновесный (тепловой), потому что инфляционное расширение Вселенной начинается с таких планковских плотностей, что даже гравитационное излучение оказывается там запертым и многократно переизлученным.
Из нашей же модели следует, что спектр РЕЛИКТОВЫХ гравволн будет не тепловым (как у реликтового эм фона), а будет отражать СОВРЕМЕННОЕ распределение черных дыр звездных масс по размерам (а оно задается звездной эволюцией и взрывами Сверхновых). В частности, если в районе наблюдаемых NANOGrav частот 10^-8 герц амплитуда гравволн растет с уменьшением их частоты, то вскоре амплитуда гравитационных волн пройдет через пик (что связано с особенностями распределения черных дыр) и уже в области <6*10^-9 герц начнет уменьшаться. Если наблюдения подтвердят это (и другие) предсказания нашей модели, то это будет означать железное доказательство, что наша Вселенная – периодическая, потому что СОВРЕМЕННОЕ распределение черных дыр в РЕЛИКТОВОЕ время Большого Взрыва означает только одно – это распределение дыр квазистационарно (слабо меняется от цикла к циклу) и пришло из прошлого цикла периодической Вселенной. Заодно, по амплитуде фона длинных гравитационных волн можно оценить общее число черных дыр во Вселенной – и судя по моим оценкам, оно точно соответствует нужному количеству темной материи. Итак, NANOGrav предоставил мощный инструмент для анализа динамики первых секунд жизни Вселенной и для отсева космологических теорий. Вот куда надо вкладывать деньги – в постройку наземных крупных радиотелескопов и в специализированные спутники для наблюдения миллисекундных пульсаров, а не закапывать финансы под землю в поисках ВИМПов.

Первая версия статьи по интерпретации результатов NANOGrav уже написана и находится на рассмотрении соавтора. Отправлена она будет, безусловно, не в российский журнал. Конечно, нельзя исключать, что NANOGrav отзовет свои результаты, и/или, что мои соавторы и консультанты найдут фатальную ошибку в логической цепи моих расчетов. Что ж, право на ошибку никто не отменял, но все мое чутье теоретика с 40-летним стажем склоняется к мнению, что это маловероятно. А это значит, что в ближайшие годы, после уточнения результатов NANOGrav, всем одноразовым (инфляционным и прочим) моделям Вселенной придет конец, как и моделям темной материи из элементарных частиц. Потому что, если небольшая часть квантовых космологий (типа многоразовой модели Стейнхарда-Турока) еще смогут преодолеть фильтр из наблюдательной периодичности Вселенной, то на теме объяснения РЕЛИКТОВОГО фона гравитационных волн, который отражает СОВРЕМЕННОЕ распределение черных дыр, они все сломаются.

Конечно, я был подготовлен к восприятию результата NANOGrav лучше других (а статей с объяснением этого эффекта уже вышло десятка два – тут и первичные коллапсирующие флуктуации плотности, и магнитные монополи, и лопнувшие космические струны, и загадочные космические стены фазовых переходов) – потому что а. являюсь сторонником периодической космологии; б. я давно рассчитал спектр черных дыр в периодической Вселенной, поэтому резкое падение численности черных дыр с массами больше 30-50 масс Солнца для меня совершенно понятно. Но я не виноват в своем «преимуществе». Во времена моей молодости, научные журналы были обычным средством научной коммуникации, и публикация в них имела как общественное значение (сообщала о полученном результате научному сообществу), так личное (закрепляла приоритет автора). Потом теоретическое научное сообщество переориентировалось с познания природы на задачу достижения максимального индекса Хирша по сравнению с конкурентами (спасибо американским университетам и российскому правительству, которые сделали этот индекс главным критерием работы ученых). В результате, журналы стали местом цензурных разборок разных школ, а публикация стала не обязанностью ученого, а некой наградой за его «правильное» поведение. Поэтому моя статья с расчетами спектра черных дыр осциллирующей Вселенной бродит по российским журналам с августа 2019 года. В результате, этот результат не был опубликован до открытия NANOGrav, и я утратил определенный приоритет, зато совершенно охир(ш)евшее научное космологическое сообщество пострадало гораздо больше. Даже жаль этих бедняг. Как я уже не раз говорил, наука в своём прогрессе беспощадна – и, полагаю, что уже через несколько лет всё сообщество квантовых космологов, невзирая на старательно выращенные Хирши и взаимно присужденные награды и премии, окажется за бортом реальной науки, которой наконец-то станет космология – обычной, вовсе не суперквантовой, частью астрономии.

Итак, после третьей космологической революции Вселенная должна превратиться из одноразового квантового объекта в периодическую классическую систему. И судя по всему, мы находимся в финальной стадии этого перелома.