Comments 561
UFO landed and left these words here
Рождение baby-universes из «bulk» — это отдельная гипотеза.

>в чём же находилась первородная бесконечная Вселенная?
Такой тип мышления череват ошибками, так как исходит от «здравого смысла» — типа, где то это должно было находиться… Здравый смысл — плохой помошних в таких теориях.
Однако, что касается моделей, которые пытаются объяснить сам big bang, то я знаю как минимум пять, но они дают разные ответы на ваш вопрос.

>действительно появилась из точки, только эта точка находилась не просто в пространстве, а в 4D пространстве-времени
Это возможно только для замкнутой вселенной. Мы не знаем, замкнутая наша вселенная или нет (скорее всего нет)

>И поэтому же бессмысленнен вопрос — где у Вселенной в пространстве тот центр, откуда она начала расширяться?
Даже для замкнутой вселенной этот центр находится не в пространстве, а в прошлом. Так что указать направление на центр (в 3D пространстве) невозможно

Впрочем, в одной из моделей с bulk, как ни странно, есть центр у каждой baby universe. Однако это может нас слишком сильно увести в сторону
UFO landed and left these words here
Интуиция — в целом бытовой конструкт, который не применим к подобным теориям — потому что основывается на субъективном опыте, не имеющем общего к процессам, происходящим в момент большого взрыва.
Так же как и здравый смысл.
UFO landed and left these words here
Ну да, я и говорю, так же как и двумерный житель сферы не сможет указать на центр шара.

Это при условии, что плоскость обитания двумерного жителя не является сечением сферы, проходящим через ее центр.
Двумерный житель сферы обитает, конечно же, на сфере. Это не плоскость. И сфера не проходит через свой центр.
Мне кажется, термин «обитатель сферы» не исключает возможность обитания внутри пространства, образованного поверхностью сферы.
Обычно именно для этого термин «обитатель сферы» и используют. Что-бы указать где именно он обитает. Пространство внутри сферы не принадлежит сфере.

Как может быть бесконечная вселенная если скорость света, а значит и Большого взрыва ограничена? И где-то мы имеем эту границу. Но это при условии, что вселенная — контейнер уже была создана другим Большим взрывом.

Вот прочитайте статью)
Большой взрыв не произошел в какой то определенной точке, а сразу везде. Пожтому ему не надо было куда то там расространяться со скоростью света. И границы между взрывом и невзрывом никакой нет. Опять эта жуткая аналогия со взрывом…
Ограничена скорость движения тел (частиц, света) относительно друг друга, когда они прилетают рядом друг с другом (это важно). Скорость растягивания пространства ничем не ограничена. При этом если в двух разных точках такого пространства покоятся два тела, то они могут удаляться друг от друга со скоростью сколь угодно превышающей скорость света, именно потому, что они не в одной точке, а находятся на расстоянии.

Это мы и наблюдаем во Вселенной. Где-то там существуют галактики, которые удаляются от нас со скоростью больше света. Именно поэтому мы их не видим, они удаляются слишком быстро, что свет от них никогда не сможет достичь нас. Эти галактики находятся за нашим космологическим горизонтом событий.
Именно поэтому мы их не видим, они удаляются слишком быстро, что свет от них никогда не сможет достичь нас.

Если это правда, то как-то это даже обречённо-грустно. В этом есть какая-то тщетность «покорения» космоса.
Так же тщетно, как выходить из комнаты, зная, что Земля не бесконечна :)
Скопления галактик, вплоть до сверхгалактики вполне хорошо связаны гравитацией ТМ. Но наука пока не придумала, как улететь на 1 млн. световых лет до 4000 г. н.э.
Есть разные теории, например что вселенная вывалилась из другого-пространства времени, и реликтовое излучение есть остаточное колебание этого явления.
В любом случае, нет той точки откуда она «взорвалась» (как например взрывается некий заряд в нашем понимании), под взрывом скорее понимается прорыв нашего пространства-времени с образованием элементарных частиц, потому потом собрались в облака, образовали первое поколение звезд, а из остатков первого поколения звезд уже образовались планеты.

Есть теория, что исходя из 10-12 мерности пространства (теория струн) то, что мы в своем мире видим как материю (фермионы) в других измерениях существует как энергия, оттуда и странные квантовые эффекты в нашем измерении.

В общем теорий куча, но это теории, проследить историю Вселенной до моменты Большого Взрыва невозможно.
В общем теорий куча, но это теории, проследить историю Вселенной до моменты Большого Взрыва невозможно.
Я правильно понимаю, что невозможно на наших современных технологиях? То есть, к примеру, если мы каким-то образом сможем взять информацию из других 6-8 измерений, то, возможно, там информация будет больше?
Если теория верна, то возможно в других измерения информации о возникновении нашей вселенной будет больше.

Но согласно тем же теоретическим выкладкам, эти пространства для нашего мира чрезвычайно «маленькие», и чтобы проникнуть в эти пространства нужно невероятное количество энергии, кто-то из ученых говорил про «коллайдер величиной с Галактику».
Проследить в момент БВ не выходит, т.к. практически вся информация ограничена реликтовым излучением (эпоха рекомбинации, около 380 тысяч лет после БВ).
Есть попытки заметить сам факт инфляции (кроме теории о том, что начальные флуктуации плотности материи вызваны квантовыми флуктуациями в «инфлатонном поле»). Но факт наличия такого поля тоже может оказаться погрешностью наблюдений.
вселенная вывалилась из другого-пространства времени

Идея заманчивая, но для доказательства этого нужны «железные» мотивы произошедшего. Что могло повлиять на свёртывание (10-12)и-мерного в 3х-мерное пространство. Повышение энтропии? Отбор энергии и упорядочивание подобно механизму кристаллизации? или креационизм? Неизвестно.
Что могло повлиять на свёртывание (10-12)и-мерного в 3х-мерное пространство

И может ли наше 3-мерное так же свернуться в 2-мерное?
Конечно. Как-то так
Заголовок спойлера
Корабль полз назад к двумерному участку космоса — сначала медленно, затем постепенно ускоряясь. Двигатели «Омеги» всё так же давали «полный вперед». Это чуть притормозит падение корабля и отсрочит неизбежное, но очень ненадолго.

В двух тысячах километров отсюда сияние, испускаемое сплющившимся катером и его экипажем, погасло. В отличие от коллапса четырехмерного пространства в трехмерное, переход трех измерений в два сопровождался намного меньшим высвобождением энергии. Две плоские фигуры четко виднелись в звездном свете. На сплющившемся катере просматривались как детали конструкции — кабина, термоядерный реактор и прочее — так и развернувшаяся в плоскость фигура наблюдателя в кабине. В плоском теле другого астронавта четко просматривались кости, кровеносные сосуды и другие органы.

В процессе выпадания в два измерения каждая точка трехмерного объекта проецировалась на плоскость в прямом соответствии с геометрическими законами, и потому эти две фигуры оказались наиболее полными и точными отображениями первоначально трехмерных катера и людей. Все внутренние структуры лежали теперь бок о бок в двух измерениях, ни одна деталь не перекрывала другую. Процесс проецирования, однако, сильно отличался от того, что используется в технических чертежах, поэтому визуально восстановить первоначальную трехмерную структуру было трудно.

Самое большое отличие от чертежа заключалось в том, что двумерное развертывание произошло на всех уровнях: все исходные трехмерные структуры и детали легли параллельно в двух измерениях, и результат до некоторой степени повторял эффект, получавшийся при просмотре трехмерного мира из четырехмерного пространства. Это очень напоминало изображения фракталов: сколько ни увеличивай часть изображения, менее сложным оно не станет. Однако фракталы — это теоретические концепции, потому что их действительные изображения неизбежно ограничиваются разрешением: после увеличения в несколько раз изображения теряют свою фрактальную природу. С другой стороны, сложность трехмерных объектов, развернутых в двух измерениях, была реальной: разрешение их лежало на уровне элементарных частиц. Наблюдательный терминал «Омеги» имел ограниченное разрешение, но от сложности и количества подробностей у зрителей голова шла кругом. Это был самый сложный образ Вселенной; если непрерывно смотреть на него слишком долго, можно потерять рассудок.

И катер, и его экипаж больше не имели толщины.
Мне кажется, что двумерному миру придется создавать свою жизнь, наша никак не подойдет.
Так а там не говорится, что наша подойдет.
Они, очевидно, погибли.
Просто отпечаток остался.
Если быть совсем точным, то 10-12 мерного в 4х-мерное. Время в эти измерения точно входит и по идее обособленно. Хотя для НФ про путешествия во времени можно ввести «2-мерное время».
Ну подождите, разве сингулярность в ЧД в нашем 4х-мерном пространстве — это не 3-х мерное пространство со свёрнутым временем, где место времени занимает радиус? Т.е. я всегда считал, что наша вселенная — это ЧД в 5-мерной вселенной и так далее.
Обмен ролями между радиусом и временем, в силу изменения их знаков в метрике, это свойство шварцшильдовских координат при применении их к пространству времени внутри ЧД — все, что под горизонтом. Там число измерений то же самое, что снаружи. Более того, это именно свойство координат, в других координатах такого изменения не происходит. Сингулярность же это просто точка или, в случае вращающейся ЧД, тонкое кольцо, там ряд параметров в наших формулах обращается в бесконечность, что тоже больше говорит про наши формулы, чем про природу. Но путать сингулярность со всем объемом ЧД не стоит.
Ну это в общей теории относительности сингулярность — просто точка. Однако в теории гравитации Эйнштейна — Картана гравитационный коллапс образует так называемый мост Эйнштейна — Розена. Материя достигает огромной, но конечной плотности и «отскакивает», образуя другую сторону моста Эйнштейна — Розена, которая растёт в качестве новой вселенной. И вот размерность этой новой вселенной как раз и будет на единицу меньше.
Эта теория мне нравится тем, что увязывает все парадоксы: и то, что радиус Хаббла наблюдаемой Вселенной равняется её радиусу Шварцшильда. И свёрнутые измерения. И объясняет тёмную энергию.
У нас нет инструментов чтобы даже предположительно понять, что было до БВ. После БВ остались следы, и развитие Вселенной более-менее не противоречиво описано математически, а вот что было «до» — полная загадка.

Что касается 10 мерного пространства и вообще теории струн. Понятно, что все это теории, проверить это экспериментально пока нет возможности, но на сегодняшний день «теория струн» — единственная теория, которая не противоречит ни ОТО ни СТО, объединяет все 4 взаимодействия, то есть претендует на место «теории всего».
Если вы планируете дожить до «окончательной версии», у меня для вас плохие новости…
Про приливные силы сами ерунду написали. Откуда взялось 1 секунда и 300000 км? Например, для ЧД в 10 солнечных человека порвёт на расстоянии порядка 1000 км. При этом радиус её будет около 30 км.
Мне врезалось в память с physicsforums. Похоже вы правы, и это расстояние значительно меньше
Я не знаю модуль Юнга человека, но можете найти для стального прута.
ЧД в 10 солнечных масс будет иметь уск. свободного падения 2.74 км/с2 на расстоянии около 700 тысяч км, на расстоянии 70 тысяч вырастет до 2.74*105м/с2.
То есть факт способности разорвать падающий объект тут важен в сравнении с нейтронной звездой (уникальной будет НЗ массой 2 массы Солнца) или обычным голубым гигантом (он имеет слишком большой радиус при массе 10 масс Солнца и выше).
>Я не знаю модуль Юнга человека
Ищу добровольца для эксперимента)
Интересно это больно? :)
Не, я серьезно — человек вообще успеет понять что ему больно или даже не поймет что его уже нет и он в Вечности
Вряд ли поймёт. Сигналы в нервах и нейронах распространяются довольно медленно. Если ткнуть иголкой, то человек почувствует боль только через доли секунды (отдёрнет руку чуть раньше, но это потому, что рефлекс срабатывает не от мозга). За долю секунды вероятно мозг уже сам будет разрушен вместе с остальным телом.
Речь не про ускорение свободного падения, а про его градиент. То есть надо посчитать, насколько у вас ноги будут разгоняться быстрее головы. Так вот, если я правильно прикинул, для ЧД в 10 солнечных на расстоянии в 1000 км приливная сила составит около 350 Н. Это аналогично, если вас подвесить за руки и к ногам привязать груз 35кг. Согласитесь, что это точно не разорвёт

Если учесть, что пространство тоже искажено, то собственно линейная деформация человеческого тела (если привязать нулевую точку отсчета к голове или ногам) остается под вопросом. А учитывая свободное падение, я думаю, что испытатель будет испытывать натуральную невесомость до момента замедления (столкновения с гипотетической поверхностью).
И вот тогда — пшик. Очень большой пшик.

Почему невесомость, он же будет ускорено двигаться? То есть двигаясь, например ногами вперёд, ему тяжело будет опустить руки. А если головой вперёд, то поднять.
Нет. В падающих самолетах создают самую настоящую невесомость
В самолете ускорение константа при невесомости, а при падении в дыру нет.
Нет никакой разницы, падать в дыру или на Землю. Ускорение растет и там и там, просто в случае Земли рост слишком мал, чтоб его заметить.
Именно потому что ускорение ускорения, при падении на землю мало его не заметно. А разница в том, что при падении на землю вас не порвёт ещё до момента касания земли. А при падении на дыру малой массы порвёт именно из-за ускорения ускорения.
Постойте. Мы же можем «падать» в ЧД так, чтобы оставаться при этом на её орбите, верно? Мне кажется нужно было бы сделать замечание о таком специальном значении слова «падать» в этом контексте. То есть, находясь на некотрой орбите вокруг ЧД наш космческий аппарат будет испытывать приливное воздейтсвие, скорее весего он окажется в приливном захвате, а человек на борту будет комфортно испытвать невесомость пока его тело находится вдоль поверхности гравитирующей массы. Однако развернувшись поперёк он испытает разницу в ускорениях между ногами и головой и будет растянут за означенные части тела с некоторой силой.
Это возможно только далеко от ЧД
Ближе к ЧД, ниже 'орбиты света', невозможны никакие замкнутые орбиты для пассивных тел. Однако, вы можете вращаться вокруг ЧД, если использовать двигатели
Ну вот. А говорили что пересечение горизонта можно даже не заметить. Согласитесь, потеря возможности вращаться по орбите не теряя «высоту» это очень даже заметный эффект!
Может потом опишите, что за «альтиметр» будет использовать гипотетический Купер«гном в скафандре», находясь под горизонтом.
Можно легко показать, что скажем равнобедренный треугольник момент силы тяжести разворачивает основанием вниз, если речь не про движение по круговой орбите с первой космической.
В случае с круговой момент центробежной силы наоборот, развернет основание в ту сторону, где выше «потенциал центробежной силы. Именно такая особенность обоих сил приводит к проблеме стпутников. Главная затрата топлива в них не на торможение (если говорить о геостационарной), а на то, чтобы каждые сутки совершить 1 оборот вокруг оси.
Сударь, мне кажется в данном случае правильнее привязывать человека за ноги и крутить. Вообще, как полагаете правильнее падать в ЧД, головой или ногами вперёд?
Разница невелика и инструментально её установить практически невозможно
Но и без Юнга можно оценить, что когда ускорение свободного падения будет больше 20 земных наблюдателю уже сильно поплохеет.

Какая ему печаль до ускорения с которым он свободно падает ?

Ему нет дела до скорости, а до ускорения ему как раз-таки дело есть
Не расскажете, какое именно?

Какая разница телу, свободно ускоряющемуся в [условно] однородном гравитационном поле, ускоряется оно 10 м/с² или 200?
Дело в том, что свободное падение в гравитационном поле, это не совсем ускорение. По ОТО вы не ускоряетесь, а движетесь по геодезической, т.е. равномерно прямолинейно, но в искревленном пространстве-времени. А разорвет вас из-за того, что геодезические, по которым движутся ваши ноги и голова, в этом самом пространстве-времени расходятся, и как раз вторая производная от функции расстояния между геодезическими в трех пространственных измерениях по функции расстояния между ними же во времени и будет тем самым «ускорением», которое вас разорвет. Причем рассчет влоб даст лишь приблизительную оценку, т.к. модуль Юнга тоже будет зависеть от постоянно изменяющегося градиента координат точек вашего тела по оси времени.

Как результат, точный рассчет момента разрыва можно давать как очень годную тему курсовой работы студентам физ. факультета.
геодезические, по которым движутся ваши ноги и голова, в этом самом пространстве-времени расходятся
Что по рабоче-крестьянски звучит как 'гравитационное поле неоднородно'. Эта история отлична от
когда ускорение свободного падения будет больше 20 земных наблюдателю уже сильно поплохеет
хуже того, при (средней) напряженности гравитационного поля в 20g получить градиент, опасный для механической прочности тушки, довольно затруднительно

Со вторым согласен. А по поводу первого — все атомы Вашего тела движутся по какой-то геодезической, просто в уравнении геодезической ещё нужно учесть «все прочие силы» в уравнении, в котором фигурирует 4-ускорение и 4-скорость такого вида:
Картинка.
Наверно, ещё нужно учесть скорость передачи гравитационного воздействия от ног к голове
Каждый его атом свободно падает.
Но пространство в целом искривляется.
Поэтому просто изменяется «расстояние» между атомами в разных частях тела.
Но это — изменение, которое как бы видно наблюдателю. А не подопытному.
Стоя рядом с ЧД, мы, как сторонний наблюдатель, увидим падающего в неё человека искаженным. Прям как на картинке выше.
А он сам будет чувствовать себя хорошо, пока электрические импульсы будут доходить по его нервам от точки, в которой находятся его ноги до точки, в которой находится его голова…
Искривлённое пространство => разное ускорение разных частей тела. Если ноги подопытного ускоряются быстрее, чем голова (скажем, голова ещё ускоряется с 10g, а ноги уже с 15g, разрыв в 5g), то ему может вполне неиллюзорно поплохеть, причём гораздо раньше, чем нервные импульсы перестанут доходить. В конечном итоге разница ускорений станет невыносимой и его разорвёт приливными силами.
А может до разрыва костей сила гравитации не пропустит «ток» ионов кальция до столба мозга (или как там называется отдел, контактирующим со спинным м.?).

Наблюдатель не точечный. Если ноги падают быстрее головы, это уже печально.

'ноги быстрее головы' это про [существенно] неоднородное гравитационное поле.
исходный же посыл был, что 20g достаточно самих по себе
Tzimie по последним данным вроде скорость вращения чд около половины скорости света nplus1, может ли материя на горизонте событий разгоняться до световых скоростей?
Момент вращения ЧД может быть разным, зависит от исходного момента коллапсирующего тела. Есть некий «максимальный» момент, который дыра может поглотить. Такая дыра называется «критической». Если черная дыра поглотит еще больше момента, то непонятно что будет (проблемы с теорией и оголяется сингулярность). Считается что большинство реальных черных дыр близки к критическим.
Честно говоря не очень понятно в чём именно там проблема. В сверхкритической чёрной дыре материя, чтобы она в такой форме не представляла окажется над горизонтом, т.е. её линейная скорость будет выше скорости убегания. Следовательно она должна покинуть окрестности чёрной дыры. Или проще говоря — чёрную дыру разорвёт центробежной силой.
в сверхкритической черной дыре нет горизонта.
по этой причине да, голая сингулярность видна и может даже излучать
я бы не рекомендовал думать о таких критических объектах в сугубо классических терминах «центробежной силы».
Чисто интуитивно голые сингулярности мне не кажутся страшными объектами, их существование было бы интересным.

Компьютерные симуляции дают противоречивый результат: у некоторых получалось такие объекты формировать, у других исследователей критическая черная дыра отказывалась принимать дополнительный момент вращения, буквально отплевываясь от вращающихся тел, которые могли сделать ее сверхкритической.
Вот интересно, если ей туда не орбитальный момент напихать, от которого, я вполне допускаю, что можно отплеваться, а спин. :) Жаль, что без квантовой гравитации этого не понять.
именно, непонятно как отплевываться от поляризованных фотонов или электронов, которые туда впрыскиваются с полюсов
А с другой точки зрения наоборот должен быть такой эффект. Любая обычная звезда для коллапса в НЗ или ЧД должна куда-то скинут спин. Либо он уйдет с внешними оболочками, либо будет выкинут фотонами и гравитонами. Конечно гравитон пока штука гипотетическая, но на Вики (ага, самый авторитетный и свежий источник) написано, что любая теория поля со спином 2 дает физические проявления, как и ОТО.
Так что должна выйти разница между потоком вылетающих из ЧД (при формировании, слиянии и т.д.) фотонов и гравитонов с проекциями спина «вверх» и «вниз» относительно общей оси, заданной начальным суммарным вектором орбитального момента вещества.
Но так как «с другой стороны от источника ГВ» у нас не своего LIGO, то вроде как проверить этот вопрос не выйдет.
Там надо посчитать, не вырастет ли мощность хокинговского излучения с такой дыры. А то может она просто начнёт сильнее светится по экватору, и орбитальный момент будет уноситься излучением.
Ответ на ваш вопрос ДА — но это относительно далеких, невращающихся объектов.
«Чтобы закрыть тему с Интерстеллар, по современным научным данным, библиотеки внутри черной дыры тоже нет.»
По фильму ее люди будущего смастерили, как я понял
Вот отличная отмазка. Как кто-то сказал выше — «на ней заклятье». Ага.
UFO landed and left these words here
Пойдем по пунктам.
>При ускорении массивного тела, масса этого тела растёт при приближении к околосветовым скоростям
Это миф (ныне не используемое понятие *релятивисткой массы*) — пока не спорьте, я обещаю рассказать про это в выпуске 2

>что и препятствует нормальному ускорению, посредством реактивной тяги, например
В СТО тело не может двигаться быстрее света (локально относительно близких объектов), и никакая сила не может ускорить тело быстрее света
В ОТО сверсветовые движения возможны, но относительно далеких объектов
По честному нужно записать уравнение геодезической для 4-скорости пробного тела в скажем метрике Шварцшильда.
Да, в ОТО (ЕМНИП) нарушится обычное правило
uiui = 1
>В то время как остальная Вселенная уже давным давно разлетится на фотоны.
Как я уже говорил и показано рассчетами, падая в черную дыру внешний мир вы будете наблюдать ЗАМЕДЛЕННО а не УСКОРЕНО

Что касается «В то время как» вы здесь попали в ловушку «здравого смысла», мы считате что есть некоре общее глобальное время, и что может иметь смысл например такой вопрос: когда я достиг сингулярности, что произошло на земле?" Такой вопрос не имеет смысла. Но имеет смысл другой: пусть с наблюдаю за часами на земле. Какой будет последний отсчет, который я увижу перед сингулярностью? Как уже говорилось, на земле пройдет немного
UFO landed and left these words here
Вообще-то, у меня есть подозрение, что «замедление времени» конечно более сложный процесс, но можно упростить его понимание до банальной механики.

Если гравитационные силы настолько велики, что вмешиваются в микропроцессы замедляя движение молекул, атомов и частиц, то наблюдать там уже ничего не выйдет. Ведь время — это по сути скорость протекания процессов.

Ни техника ни живое существо существовать в таких условиях не сможет. И подозреваю, что это случится задолго то семикратного замедления. Поэтому даже мысленный эксперимент про «наблюдателя» некорректен.

Если замедляется абсолютно всё, даже скорость света, то ни техника, ни живые существа этого замедления никак заметить не смогут.

В том-то и дело, что не может все «просто замедляться».
На микроуровне происходят процессы, которые влияют на скорость прохождения реакций на более высоких уровнях.

Например, вы говорите замедляется скорость света. Это косвенно означает, что замедляется движение всех частиц, включая, например, электроны?
Что происходит с атомами, на орбите которых летали эти электроны? Атомы еще остаются атомами или структура веществе необратимо меняется?
По ОТО ничего не происходит, так как пространство так же искажается. Более того, замедление времени относительно — для пролетающего мимо Земли звездолета, время замедлиться на Земле, а на Земле — наборот. Поэтому не может замедляться, что-то одно иначе мы все бы развалились на части. Вас же не удивляет, что относительно релитового излучения мы летим с бешеными скоростями, но при этом сами этого никак не замечаем. Точно так же с временем, с точки зрения локального наблюдателя течение времени остается совершенно обычным, это скорость времи всех остальной Вселенной становится другой.
Более того, замедление времени относительно — для пролетающего мимо Земли звездолета, время замедлиться на Земле, а на Земле — наборот.

То, что в чайнике рядом со стаканом вода вскипает, не означает, что для воды в стакане в кипящей воде ускорилось время и наоборот. IMHO это все же спекуляция терминологией. Просто для живого наблюдателя время критично в силу его ограниченного существования.

Поэтому не может замедляться, что-то одно иначе мы все бы развалились на части.

Конечно не может. Но я имел ввиду, что происходящее на макроуровне — следствие того, что происходит на микроуровне.

Мне не нравится сам термин «Скорость времени». Мне кажется, что более логичным является термин «скорость протекания процессов».
Но тогда всех процессов. Как процессов с точки зрения диф. уравнений движения, так и с точки зрения всех 3 взаимодействий.
P.S. Ещё желающие могут узнать, описывается ли распад бозона Хиггса «скоростью» процессов поля Хиггса.
Фактически, скорость света не может замедляться или ускоряться, потому что её величина условна, это всего лишь соотношение между двумя измерительными линейками: линейкой метров и линейкой секунд. Можно спокойно переделать все линейки, приняв c=1 (планковская система величин) — и вся физика останется неизменной. Релятивистское «замедление времени» эквивалентно повороту в 4-пространстве, которое изменяет видимые пропорции линеек, но никак иначе не влияет на материю и локальные процессы. Атомы остаются атомами, просто со стороны стороннего наблюдателя они двигаются медленнее, а внутренний наблюдатель ничего не замечает. Только если наблюдатель сильно распределённый, разница протекания процессов в разных частях системы начнёт на него ощутимо влиять.

ЗЫ. Вообще, нужно помнить, что величина любой физической константы, имеющей размерность, конвенциальна, и может быть безболезненно изменена переопределением «метра», «секунды», «килограмма» и т.п. Истинные константы — безразмерны (постоянная тонкой структуры, например).
В СТО все так. В ОТО еще нужно учитывать эффекты геометрии. Так же, как длина одного градуса долготы различна на экваторе и в Питере, хоть в метрах ее считай, хоть в милях, в ОТО в разных точках пространства могут отличаться временные отрезки и длины, в каких единицах ни считай. Т.е. двое часов, пролетевшие из А в Б одним маршрутом и другим, могут показать разное время, в чем бы они ни измеряли время.
Это относится к случаю протяжённого наблюдателя, про который я упомянул отдельно.
Есть у кого-то теория, что замедляется скорость процессов, но только электромагнитных.
Конечно ни одно живое существо не переживет, если между его мозгом и сердцем скачек («плавный», так сказать) метрики обеспечит разницу течения времени в 137 раз.
А так, я не знаю, когда разорвет стальной прут возле ЧД массой 3 массы Солнца.
Есть у кого-то теория, что попав в ЧД вы окажетесь в мире, где летающие пони какают радугой. [/sarsacm]

ОТО вполне четко говорит, что замедлятся все процессы и все эксперименты это подтверждают, более того множество выкладок показывают, что изменение только части процессов из-за относительно скорости — сломает вообще все. Земля ведь тоже движеться со скоростью близкой к световой относительно определеных точек отсчета, то есть даже у нас на Земле мы должны это наблюдать.

А вы пишите где-то у кого-то есть какая-то теория, ну дайте тогда ссылки на эту теорию, причем желательно с математическими выкладками.
А «альтернативщиков» редко бывают математические выкладки. Такие теории происходят наверное от «эфирщиков», но точно не помню.
А так понятно, что скажем в СТО замедлялась скорость распада мюонов, а это слабое взаимодействие. Доказательство тому — детектор LHCb в процессах с sqrt(s) = 8 ТэВ фиксировал разпад W-бозона на мюон и антинейтрино (заточен именно под мюоны тригер «запиши событие»).
Или скажем происходит рождение пары Z-бозонов (тот самый сеанс LHC, но детектор CMS) с распадом на пары «электрон-позитрон» или «мюон-антимюон». Эти 4 частицы рождаются с огромной инвариантной массой в диапазоне от 110 до 1100 ГэВ. Например поперечный импульс пары свыше 45 ГэВ.
Так как ОТО — общий случай для СТО, она не будет так уж сильно меняться закон, дающий частице с массой покоя m иметь кин. энергию T >> mc2
Я вот не понимаю, почему находясь на Земле, я наблюдаю немного ускоренную версию вселенной, находясь на Юпитере, я буду наблюдать ещё более ускоренную вселенную. Но вот в ЧД внешний мир вдруг замедлится. Почему?
Потому что на Земле вы НАХОДИТЕСЬ а в черную дыру вы ПАДАЕТЕ
Если вы будете ВИСЕТЬ недалеко над горизонтом, то вселенная будет выглядеть ускоренной
>Разве что-то помешает ему набрать скорость выше световой — относительно удалённого неподвижного наблюдателя — после пересечения горизонта событий?

Тут сразу несколько чисто математических проблем. Скорость это вектор, а в используемой в ОТО римановой геометрии осмысленно сравнивать вектора мы можем лишь в одной точке. Если у нас через одну точку пролетают одновременно два тела, мы можем сравнить их скорости. Если же они далеко друг от друга, то объективного ответа «какова скорость второго тела в системе отсчета первого» уже нет, т.к. результат зависит от того, как мы проводим в пространстве-времени множество одновременных событий, и даже по какому пути мы переносим вектор скорости из одной точки в другую для сравнения векторов.

Мы можем использовать метрику Шварцшильда в привычном виде, она описывает как все выглдядит для удаленного статичного наблюдателя. Но для такого наблюдателя, в такой системе отсчета, падающий в ЧД объект никогда не пересечет горизонт событий, так и будет вечно к нему приближаться все медленнее. (Считаем ЧД тоже статичной, с испарающейся все сложнее) Получается, что осмысленно говорить о скорости кого-то упавшего под горизонт в такой удаленной системе отсчета не получится. Даже если думать не о том, кто падает в ЧД снаружи, а уже там внутри как-то оказался, в привычных координатах Шварцшильда внутри ЧД знаки у времени и радиуса меняются местами в метрике, радиус начинает работать как время, и внутри ЧД у всех объектов скорость как бы быстрее света (для внешнего наблюдателя), но это не настоящая скорость, а то, что внутри ЧД можно назвать скоростью, для стороннего наблюдателя выглядит не как метры радиуса в секунду времени, а наоборот, секунды времени в метры радиуса, т.к. роли этих измерений поменялись. Но это уже спекуляции, проще и корректнее считать, что все, что под горизонтом, уже за пределами пространства-времени внешнего наблюдателя, так что его координатами там пользоваться смысла нет.
Как уже говорилось, перейдите из Швардшильдовой метрики в Eddington или Kruskal и проблемы исчезнут. Бесконечность на event horizon чисто техническая, связанная с неудачным выбором метрики.
Во-первых, это та же самая метрика просто в других координатах.
Во-вторых, такая смена координат отражает смену «точки зрения», для статичного удаленного наблюдателя шварцшильдские координаты ближе всего к натуральным, координаты Крускала же ближе тому, кто падает.
В-третьих, проблема выбора общего «сейчас» и сравнения векторов никуда не девается. Есть два корабля у ЧД, какой момент истории одного корабля одновременен текущему моменту истории другого? Ответ не так однозначен же.
>Во-первых, это та же самая метрика просто в других координатах.
Да, вместо «координат» написал «метрика». Но главное, бесконечности там нет

>Во-вторых, такая смена координат
Да

>В-третьих, проблема выбора общего «сейчас» и сравнения векторов никуда не девается
А в ОТО в общем случае НЕТ глобального «сейчас»
Вот об этом и речь. Выше человек спрашивал про скорость относительно внешнего наблюдателя. Ее фиг определишь однозначно.
Для того, чтобы замедление времени было бы таким, планета должна была быть на расстоянии чуть более 0.003% от радиуса Шварцшильда. Между тем, судя по виду на черную дыру
Самый популярный миф, на который Кип Торн отвечал в интервью:

Время там идёт замедленно — один час на ее поверхности равен семи земным годам.

ПРЕТЕНЗИЯ: Такое возможно только вблизи объектов, обладающих огромной массой, например, на орбите черной дыры. Но нужно находиться совсем рядом с дырой, практически над ее поверхностью. А стабильная орбита вокруг черной дыры должна превышать диаметр Гаргантюа как минимум трижды. Иначе планету Миллер давно бы засосало внутрь. С учетом показанных в фильме кадров время на поверхности планеты должно течь медленнее, чем на Земле, всего процентов на двадцать.

Это верно в отношении невращающихся черных дыр, но с Гаргантюа все обстоит по-другому. Гаргантюа — сверхмассивная вращающаяся черная дыра, что несколько меняет ее воздействие на окружающее пространство. При определенных условиях, скажем, если она будет вращаться очень быстро, а планета Миллер — располагаться достаточно близко к циркулярной орбите Гаргантюа, такое замедление времени возможно.

Правда, у вращающихся черных дыр есть предел скорости вращения, причем максимума они, как правило, не достигают. Чтобы на планете Миллер было такое замедление времени, Гаргантюа должна вращаться лишь чуточку меньше максимума. Это реально, хотя и маловероятно.


Это отмазка с его стороны
Такое замедление возможно только у эргосферы, которая находится недалеко от горизонта событий, где то в райное 1.5радиуса в случае максимального вразения черной дыры. И то только при «ретроградном» вращении, что почти невозможно для планеты. Кроме того, те же эффекты увлечения около эргосферы сразу бы разорвали планету при малейшем ее вращении.

По этой причине я предпочитаю fantasy, сказали бы про что на планету наложено заклятье, и никто бы и не вякал.
С одной стороны «отмазка» профессора и лауреата нобелевской премии, с другой стороны ваши допущения. Даже не знаю кому верить.
Про свойства вращающихся ЧД ничего толком не знаю.
По поводу планет, на поверхности которой скорость течения времени в разы меньше, чем на орбите. В самом грубом приближении скорость течения времени — это функция потенциала GM/r. Отношение разности потенциалов между 2 точками на линии к центру ЧД к расстоянию между точками — это будет средняя сила гравитации на этом участке. Тут вспомнил, что нужно добавить — если на участке «планета-орбита» средняя гравитация 100 «же», значит на планете она как минимум больше.
Без фантастической «большой ЧД» (грав радиус хотя бы 0.1 а.е.) мы не получим большой разности течения времени, если только «на орбите вокруг планеты» — это не точка много дальше точки Лагранжа (номера не помню, той что дальше по лучу «звезда-планета»).
UFO landed and left these words here
Ещё стартрек претендует на научность, можно оттуда поразбирать, что близко к реальной науке
В последнем сериале Стартреку они мгновенно путешествуют по миру вставляя провода в животное. Меня «порадовало».
Не, ну я конечно имел в виду классику: оригинал, следующее поколение, DS 9
В TNG/DS9/VOY уже все весьма далеко от научности. Технический прогресс достиг небывалых высот.
Просто смотря TOS видеш такой примитивный уровень технологий, придуманный в начале 60х годов для 2270 года. Потом смотришь ENT и удивляешься, почему в 2150 все весьма развитое. А потом вспомнинаешь, что скажем у Стругацких в 2150 уже весьма развитая цивилизация.
А вы видели, как они с тихоходкой обращаются? Настоящие животные!
У меня такой вопрос:
— есть парадокс, согласно которому, если два корабля связанные тросом синхронно ускоряются до скорости света, то трос разорвёт
— я правильно, понимаю, что этот эффект при приближении к скорости света разорвёт и сам корабль тоже?
О, да, паравозик Эйнштейна. О него было сломано много копий.

Действительно, чтобы длинный жесткий объект ускорить, разные его части должны двигаться с разным ускорением (хвост быстрее). Если ускорение небольшое (реактивный двигатель) то ничего не разорвет, но ускоряться будете долго — жесткость корпуса все компенсирует (корабли немного сожмет что анрушает идеальность ускорения).

Однако здесь есть более глубокая тема: если объект ОЧЕНЬ ДЛИННЫЙ, то есть максимальное ускорение, которое он может выдержать, оставшись целым. Потому что хвост не может двигаться быстрее скорости света. Поэтому если вы ускоряетесь и обернетесь назад, то где то очень далеко будет область, которая вас никогда не сможет догнать. Там образуется (только для вас!) видимый горизонт (как у черной дыры!) от которого идет излучение Хокинга. От него вам будут лететь фотоны (которые видите только вы!). Это пример того, что в квантовой механике ускоренные наблюдатели не всегда будут согласны в том, существуют какие либо частицы и сколько их.

Про все это безумие можно начать читать тут: en.wikipedia.org/wiki/Unruh_effect
А посчитать на какой скорости при заданном ускорении (к примеру 1g) разорвёт, к примеру километровый корабль, как?
Не скорости а ускорении!
Если ваш реактивный двигатель магическим образом ускоряет вас 1g, то мы можете ускаряться хоть год и чувствовать все тот же 1g. Для других мфы будете укорачиваться и ускоряться все меньше и меньше, приближаясь к скорости света.
То есть, при 1g можно ускоряться приближаясь к скорости света, не боясь, того что корабль разорвёт?
Вы зря прицепились к приближению к скорости света. Скорость относительна, поэтому вы даже сами можете поставить эксперимент и узнать разорвёт ли вас при приближении к скорости света!

Представьте, что мимо Земли пролетает инопланетный космический корабль с скоростью 0,99с. Для него именно вы движетесь со скорость 0,99с. Теперь вы садитесь в автомобиль, начинаете ускоряться (пусть со ускорением 1g, неважно)… и вас разрывает. Так что ли?
Только если вы летите в идеальном вакууме. В реальном космосе энергия столкновений с космическими лучами, свободными атомами и прочим мусором будет расти с вашей скоростью и в какой-то момент вас просто поджарит ими.
Это не меньшее безумие, чем рождение внутри протона пары частиц с массой 8-9 масс покоя протона. Там «ускоренный наблюдатель» не согласен с составом протона будет.
— есть парадокс, согласно которому, если два корабля связанные тросом синхронно ускоряются до скорости света, то трос разорвёт
Вы уверены, что есть такой парадокс? Разве трос вообще заметит изменения в точке отсчета кораблей?
Нет, не правильно.

В парадоксе с тросом, как почти во всех парадоксах теории относительности, не принимается в расчёт относительность одновременности в разных системах отсчёта. При одновременном ускорение в сопутствующей системе отсчёта связанных кораблей трос не порвётся.
Да, ключевое слово — сопутствующей
А при одновременном ускорении в «земной» — порвется.

Вообще интересно что даже знаменитый Бэлл известный своей теоремой и не только запутался в этом
Ну я не вдаюсь в тонкости. Понятно, что имеется ввиду общая инерциальная СО кораблей. Излишне вам говорить, что ускоренная СО не может быть глобально инерциальной, а только локально. Поэтому такой СО нельзя «хорошо» накрыть и передний, и задний корабль, сколько-нибудь удалённые друг от друга.
сколько-нибудь удалённые друг от друга.
А в цифрах это сколько? Километры? Метры?
Зависит от ускорения. Из размерности задачи (есть только два параметра ускорение А и скорость света С) можно составить только одну величину размерности длины: С^2/А. Это и будет характерное расстояние. При 1g оно составит примерно 10^16 метров. Это где-то 1 световой год.
Чуть меньше 1 светового года, да. Или чуть больше 1 месяца на «12-кратных», но я не помню, читал ли эту книгу Стругацких. Хотя понятно, что если разгоняться за 12 месяцев внешней СО, то на последнем месяце будут огромные перегрузки.
Гравитационный радиус Земли чуть меньше сантиметра.
Разве это так? Ведь в центре земли невесомость, так как вещество в центре земли тянется во все стороны одинаково. Разве там есть такая плотность что бы был Гравитационный радиус? Наверно самая высокая плотность лежит чуть дальше от центра земли. Дальше — может на сантиметры, а может на метры?
Гравитационный радиус — это размер до которого нужно сжать тело, чтобы оно приобрело свойства чёрной дыры.
Ага, «Гравитационный радиус Земли чуть меньше сантиметра» — это наверно следовало читать как «если бы землю сплющили до 1го кубического см»
Грав. радиус удобно вводить для любого тела со сферической симметрией, т.к. через него можно записать вокруг тела метрику Шварцшильда. Просто при грав. радиусе 1 см получится, что расстояние 9 км от уровня моря не очень сильно отличается от точки с расстоянием 10^9 км, хотя точные эксперименты с атомными часами дали выявить эффекты ОТО даже на масштабе орбиты высотой несколько десятков тысяч км (требуется учитывать в работе спутников GPS).
Есть еще много мифов, если статья понравится, я продолжу.
На самом деле хотелось бы не разбор и критику мифов, а ясный не предвзятый обзор того, что является проверенными на экспериментах моделями, а что — лишь теориями, будоражащими воображение неискушённой публики своей грандиозностью, неизведанностью, космической фундаментальностью.
Иначе всё это превратится в очередную типичную дискуссию участников собрания свидетелей Иеговы большого взрыва.
Здесь я пытаюсь ограничится только научными теориями, неправильно подаваемые Discovery и ище с ним. Про Unruh effect в комментах разве что ступил в область гипотетических построений

Из научно-популярного посмотрите на Ютубе лекции Сергея Попова по астрофизике. Он всегда очень аккуратно обращается с такими понятиями как "доказано", "гипотеза", "стандартная гипотеза" и максимально ссылается на публикации. При этом интересно рассказывает.

Простите, а как можно экспериментально проверить модель чёрной дыры или большого взрыва?
Тут наука выходит на границы возможности применения принципа Falsifiability.
И это проблема
Ну почему же? Модели черных дыр можно проверять по косвенным наблюдениям — динамике окружения или излучения, и по прямым — наблюдая гравитационные волны.
Большой взрыв до какой-то степени можно проверять по реликтовому излучению, балансу частиц и т.п. По крайней мере какие-то классы моделей это поможет отделить.
Ну это как раз никак не поможет проверить модель черной дыры. Вообще, кроме любопытного эффекта никакой пользы в сравнении аналоговых моделей с астрономическими нет.
А что с ненулевой плотностью межзвёздного газа?
На какой скорости он начнёт оказывать воздействие на корабль?
Там все плохо. Там не только газ, там любая пылинка приводит к фатальным последствиям. Собственно, любая пылинка имеет столько энергии, что ее достаточно чтобы расплавить космический корабль. Так что никаких полетов до mind upload.
И на какой скорости, такая пылинка будет иметь такую энергию? (как оценочно примерно посчитать и прикинуть?)
никаких полетов до mind upload

Почему же? Старый добрый корабль поколений — точно безопасен.
Вы классику читали? Где только 1 человек на корабле знал, как подать команду «Приземляемся в этой системе».
Пример для пылинок на 0.1c — Иван Александрович Корзников «Реальности межзвездных полетов», 2006 — go2starss.narod.ru/pub/E009_RMP.html (оригинал — zhurnal.lib.ru/k/korznikow_i_a/realxnostimezhzwezdnyhpoletow.shtml)

> Такие частицы, сильно рассеивающие и поглощающие свет, имеют размеры 0.1-1 микрон и массу порядка 10^-13 г
> При v=0.1c… Легко найти, что пройдя путь в 1 световой год, экран звездолета встретит n=rs=10^-12 · 9.46 · 10^17 =10^6 пылинок на каждый см^2, и каждые 500 пылинок сроют слой 0.448 мм экрана. Значит, после 1 светового года пути экран будет стерт на толщину 90 см…
>… не менее 5 частиц массивнее 0.1 г на все поперечное сечение звездолета. А каждая такая частица при v=0.1c имеет энергию более 4.53·10^10 Дж, что эквивалентно кумулятивному взрыву 11 тонн тротила.
> Поэтому межзвездные перелеты могут осуществляться лишь с существенно меньшими скоростями, порядка 0.01с и менее.

Немного еще есть в Pros and Cons of relativistic interstellar flight,
Oleg G. Semyonov, arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1807/1807.08608.pdf
The interaction of relativistic spacecrafts with the interstellar medium, arxiv.org/abs/1608.05284
и из en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_travel#Interstellar_medium

Карта местности и проекты на 300 лет — marsmeta.narod.ru/univ/unistep.html
> Заключение. При выбранных условиях: скорость звездолета 0.1·с и время перелета не больше 50 лет человечество не сможет распространить волну цивилизации дальше системы Центавра и звезды Барнарда. Теоретически возможны единичные исследовательские полеты к Сириусу, Лаланаду 21185 и Вольфу 359. Однако колонизация окрестностей этих звезд растягивается на столь большое время, что делает это предприятие сомнительным.
/trololomode
При достижении определённой скорости перестают действовать силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия, и тело превращается в набор несущихся невзаимодействующих частиц. При это, локально, оно продолжает «ощущать» себя целым и невредимым. Далее. Поскольку этот набор несущихся частиц явно не будет обладать строго параллельными траекториями у каждой частицы и будет не сфокусирован, то тело будет расширяться и «утончатся». После определённого расстояния, даже планеты и звёзды не доставят каких-либо проблем, т.к. они будут проходить это истончившиеся тело гигантических размеров насквозь, не провзаимодействовав ни разу.
Да, не. Телек не смотрю. У дураков мысли сходятся, просто.
А если серьёзно, то любое тело испариться уже на этапе разгона, а он возможен только в инерциальной системе.
Правда, я не знаю, на какой конкретно. Хотелось бы чего-нибудь по этой теме, но поиск не очень помогает.
Скорость относительна. Скорость может быть только относительно чего-то, само по себе тело не может иметь скорости и что-то там переставать действовать тоже не может.
что-то там переставать действовать тоже не может

может и даже обязано. Ни одно физическое тело невозможно разогнать до около световых скоростей из-за этого в принципе.
Разогнать не возможно. Потому что что-бы раньше лететь медленнее, а сейчас быстрее нужно тоже самое тело отсчета относительно которого летим. А так можете считать что вы прямо сейчас летите с околосветовой скоростью.
Что-бы свести до абсурда изначальное утверждение
При достижении определённой скорости перестают действовать ...
Абсурда что-то не наблюдаю.
При достижении определённой скорости
относительно чего-нибудь, раз так угодно. Не думал, что тут есть такие, для кого это необходимо уточнять.
Более того, не понимаю, с чем спорите-то?
У вас там написано
При достижении определённой скорости перестают действовать силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия
а потом вы написали
относительно чего-нибудь, раз так угодно
А фокус в том что относительно одного тела рассматриваемое тело достигло определенной скорости а относительно какого-то другого тела не достигло. Это означает что относительно одного тела силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия перестают действовать, а относительно другого тела не перестают. Понимаете? Скорость может быть разной в разных системах отсчета. Силы же не могут быть разными.
Вроде как не просто можете, а все частицы всегда двигаются со скоростью света в четырехмерном пространстве времени.
Тогда уж лучше так, скорость — это гиперболический тангенс угла между касательными к траекториям в четырехмерном пространстве. Потому скорость может быть только между двумя. Угол не получится если прямая только одна.

И процессы между этими двумя телами зависят от скорости, камень на скорости 1 м/с об голову совсем не тоже что на скорости 100 м/с. Но вот процессы в одним и том же теле не могут зависеть от его скорости относительно какого-то произвольного другого.
Bloater Drive Гаррисона же. «При его работе расстояния между атомами корабля увеличиваются, корабль разбухает, достигая нужной точки пространства, а потом сжимается в нужном направлении.»
Вот серьезная статья на тему столкновения космических аппаратов с пылинками arxiv.org/pdf/1608.05284v2.pdf

Согласно ей, при скорости v=0.2c на пути длиной 4 световых года от ударов пылинками графитовый экран потеряет на испарение слой толщиной 0.7 до 2 миллиметров (в зависимости от плотности межзвездной среды в наших окрестностях). Кварцевый экран — от 0.5 до 1.5 миллиметров.

Из Рис.16 в статье видно, что при скорости v=0.1c потери на испарение для кварцевого щита будут 0.3 мм максимум.

Иначе говоря, Иван Александрович Корзников в своих оценках ошибся аж на 4 порядка вверх. Причины этой ошибки:
1) Выбор титана в качестве материала щита в его оценках (довольно нелепый выбор, так как при столкновениях на 0.1с для материала щита важна не прочность, а удельная теплота испарения).
2) Неверное понимание физики процессов при столкновении с пылинкой и, соответственно, использование для оценок потери материала соотношения, выведенного для скоростей много меньше 0.1с.

Вывод: для близких межзвездных перелетов проблема столкновения с пылинками не очень существенна. Даже для тонких аппаратов вроде Starchip — их после окончания разгона можно просто повернуть ребром по направлению движения.
Для того, чтобы замедление времени было бы таким, планета должна была быть на расстоянии чуть более 0.003% от радиуса Шварцшильда.

А вот П. Р. Амнуэль, ссылаясь на Кипа Торна (того самого консультанта фильма и по совместительству Лауреата Нобелевской премии по физике 2017 года), в статье Черная дыра в кинематографе, опубликованной в журнале «Химия и жизнь» (№3, 2015), утверждает, что
эффекта [...] действительно можно добиться, но лишь в случае, если черная дыра вращается так быстро, что ее горизонт событий, то есть то, что можно считать границей дыры, движется со скоростью, которая меньше скорости света всего на 0,01 миллиметра в секунду! Только тогда пространство-время вокруг нее искривляется и закручивается столь странным образом, что и время замедляется в сто раз, с точки зрения удаленного наблюдателя, и гравитационное поле уравновешивается центробежной силой, благодаря чему и тело астронавта, и корпус космического корабля не испытывают чудовищных перегрузок.
Возможно. Но также очевидно, что эта область КРАЙНЕ узкая. Сотни метров, километры. Планеты точно туда не поместится, и ее разные стороны будут в совершенно разных условиях
Ну так и у нас на Земле разные стороны в совершенно разных условиях) Это похоже на противопоставление «запрещено» против «не запрещено, но маловероятно» Торна. В этом конкретном вопросе я бы примкнул к лагерю Торна.
Только нашу планету не разрывает приливными силами, а ту — разорвёт.
Как раз добрался до книги. Приводится довольно очевидный факт: «Сила растяжений и сжатий обратно пропорциональна квадрату массы Гаргантюа(чёрной дыры)». Соответственно, всё очень просто, – для того, чтобы планету не разорвало, накладывается ограничение на минимально возможную массу чёрной дыры.
ИМХО, ЧД (родившиеся в естественных астрономических процессах) имеют определенный минимум массы. Звезда слишком маленькой массы создаст при коллапсе обычную НЗ. Можно попробовать конечно вариант, когда при столкновении 2 НЗ образуется ЧД при сильном выбросе массы. По идее, тогда ограничение по получившейся массе может оказаться ниже случая обычного коллапса массивной звезды.
Не, не. Обратно пропорциональна. Минимальное ограничение по массе, которое приводится в книге, — не менее 100 миллионов солнечных масс.
Я понял, о чем Вы. Массивная ЧД имеет большой гр. радиус.
Грубо говоря для разности течения времени между точками 1 и 2 нам нужна разница грав. потенциалов, а её отношение к разнице радиусов дает величину, равную напряженности грав. поля в какой-то точке между 1 и 2.
Само собой разумеется, что такая огромная разница течения времени между планетой и орбитой над ней невозможна. Даже если запихнуть космический корабль в точку L2 системы «ЧД-планета».
Минимальный предел массы для образования ЧД 3,6-3,8 масс солнца. Да и при слиянии двух НЗ выброса массы не будет.
Будь то чёрная дыра, или не чёрная, или не дыра вовсе, космонавтам пофиг структура и природа центрального тела, если они от него находятся на расстоянии в разы превышающем гравитационный радиус.

Вообще меня забавляет страшилка (вот про это следовало бы написать), что чёрная дыра опасна, что она всё затягивает. На самом деле она никак не отличается от ньютоновского тяготеющего центра такой же массы. Для примера сравним Солнце, как оно есть, и чёрную дыру солнечной массы (размером, ЕМНИП, 3 км). В такую ЧД ещё надо умудриться упасть, т.е. надо очень и очень старательно прицеливаться. Чуть мимо — и ваш избыточный момент импульса не даст вам упасть в такую ЧД. Получается, что пролетев в 5 км (ну ок не в 5 км, а в 100 км) от солнечной ЧД, у вас не будет никаких проблем. Если же вы нацелитесь в 100 км от центра Солнца, то вам капец. Пропадёте даже пролетая не в 100 км, и не в 10000 км, а при 1000000 км от него.

Вывод: чёрные дыры — самые безобидные объекты во вселенной. Ну по крайней мере ЧД звездных масштабов.
В плотной туманности вокруг неё наверняка будет хорошо заметный аккреционный диск.
А разве её нельзя вычислить по притяжению? То есть определяли ведь сотни лет назад, как планеты должны двигаться вокруг Солнца, так даже крайние планеты системы нашли, то же самое можно вычислить и с черной дырой?
По притяжению мы не отличим ЧД от звезды массой 3-5 масс Солнца. Но я согласен с Tyusha в том, что не так уж опасно пролететь от такой ЧД на расстоянии 3-5 радиусов Солнца. Максимум — повышенный рентгеновский фон и гамма-кванты энергией 400-500 кэВ. Правда это я взял «мягкое» гамма-излучение. Если вокруг ЧД будет атмосфера из кислорода и более тяжелых элементов с плотностью атомов кислорода (и б.т.э.) хотя бы как в воде при н.у. — этот диапазон будет поглощаться сильнее, а скажем 800 кэВ — уже слабее.
Но ведь звезду мы будем видеть? В точке Х у нас есть что-то с массой 3-5 масс Солнца. Если это звезда — оно светится как звезда. Если черная дыра — заламывает свет. Так можно определить, что это. Я так понимаю, что мы не знаем еще туманностей в космосе, которые могут звезду закрыть, а все туманности, которые мы знаем — это один атом (к примеру) водорода на километры вокруг.
Так заламывает свет что звезда, что ЧД одинаково. Разница будет только в траектории тех фотонов, которые натолкнулись бы на плазму короны белого/голубого субгиганта/гиганта (лень искать инфу о сп. классе звезды взятой мною массы).
Может учет какой-то квантовой гравитации скажет, что на расстоянии радиуса звезды упомянутой массы грав. поле ЧД более сильно искривляет метрику, но с проверкой любого вида КТГ пока кажется проблемы.
оно светится как звезда

Вроде, нейтронная звезда практически не светится в видимом диапозоне, а некоторые виды таких звезд вообще практически ничего не излучают. Определить, где ЧД, а где нейтронная звезда можно лишь в теории по массе.
Обычные пульсары излучают радиоволны, а «во время еды» — рентген (как правило — тесные двойные системы). Но, механизм порождения рентгена, ИМХО, включает в себя ондуляторный. А ондулятор может выдавать практически любую длину волны, зависящую от периода магнитного поля, энергии частицы (gamma ~ 1 или gamma ~ (постоянная решетки железа)/(комптоновская длина электрона)) и взаимной ориентации импульса чатсицы с магнитным полем.
Это Вам и синхротронное излучение типа СВЧ, и «мягкое» рентгеновское излучение (типичное излучение ондулятора в слабых магнитных полях, при нулевом угле ориентации и gamma ~ 1 будет половиной периода, например — ферримагнитного домена). Может выйти весь диапазон между ними. Другое дело, что одно видит рентгеновский телескоп (скажем на большой высоте, где кислорода концентрация падает и длина «своб. пробега» рентгеновских фотонов растет хотя бы на 70%), а другое — радиоволновой в диапазоне СВЧ (скажем интерферометр с базой в 1000 раз больше радиуса зеркала самого крупного рефрактора).
Если бы мне сказали, что ваш комментарий написан нейронной сетью,. я бы не удивился. Хотя в том, что я ничего не понял, исключительно заслуга моего невежества. Впрочем, было очень интересно.
Аккреционный диск мы тоже будем видеть, он достаточно разогревается и производит тепловое излучение.
Там сначала не тепловое, а рентгеновское. «Тепловой» ультрафиолет будет от плазмы с температурой 7500 К, то есть немного теплее поверхности нашего Солнца. Конечно плазма с температурой kT = 5 эВ начнет больше излучать в ультрафиолете.
При чем тут ультрафиолет? Его вспоминают в связи с тепловым излучением исключительно в силу того, что такой пик теплового излучения соответствует комнатной температуре. Повысь температуру — будет пик на более высоких частотах. Тоже тепловое.
Конечно будет. До ренгена наверное сложно дойти в том смысле, что наверное не выйдет «равновесного» излучения АЧТ при такой температуре плазмы. Особенно — когда ионизация достигает «1 свободный электрон на 1 ядро» и нужно вводить отдельно «электронную» и «ионную» температуру.
Ну не такие уж и безобидные, они умеют внезапно делать пиу-пиу и все вокруг поджаривать, когда им удается зохавать что-нибудь массивное.
Более того, чем массивнее ЧД, тем она безопаснее: радиус горизонта событий пропорционален первой степени массы => градиент гравитационного поля у более массивной ЧД меньше, и существенный рост поля тяготения вблизи ГС не будет сюрпризом. Это если лететь не вслепую (в противоположном случае в более массивную ЧД легче случайно попасть).
Спасибо, было интересно почитать. Но «Интерстеллар» — научная фантастика (science fiction), искать там «научность» — дело неблагодарное, ибо см. описание жанра научной фантастики. ЗВ, опять же, научной фантастикой никогда и не являлись.
Например?
Научная фантастика (НФ) — жанр в литературе, кино и других видах искусства, одна из разновидностей фантастики. Научная фантастика основывается на фантастических допущениях (вымысле, спекуляции) в области науки, включая как точные, так и естественные, и гуманитарные науки. Научная фантастика описывает вымышленные технологии и научные открытия, контакты с нечеловеческим разумом, возможное будущее или альтернативный ход истории, а также влияние этих допущений на человеческое общество и личность. (с) Википедия

Т.е. никакой корреляции с реальной наукой в НФ может и не быть. Придумали, что E = mc^3, выстроили вокруг этого придуманный мир с объяснениями и использованием этого допущения — это НФ, а просто нарисовали, что драконы летают в космосе — фэнтези.
«Более того, если Вселенная бесконечна, то она бесконечна с самого начала. Бесконечна и почти однородна. И эта картинка (и еще красивый рендер со взрывом, который любят показывать) никакого отношения к реальности не имеет. Нет никакой точки, где был взрыв, который распространялся в окружающую пустоту. Повторюсь, вселенная была почти однородной (и чем дальше в прошлое, тем более однородной).»
— точняк!!! а «дальше в прошлое»- относительно нашего видения далеких космособытий, она и была и остается однородной… бесконечно однородной, я как то мысль свою пытался выразить в плане понимания «начала» вселенной — с составляющей субчастицы атома она началась, начинается, и там же парадоксально она заканчивается, и это явление повсеместно и бесконечно однородно, как и фундаментальные законы квантовой механики.
теория же Б.В хоть и безобразна и глупа, но такова она есть, приверженцы ее не глупы, они тоже мыслители.
UFO landed and left these words here
Конечно. Этот человек ведь специально только что зарегистрировался на Хабре ради этого комментария — не стерпел лжи релятивистов.

UPD: Хотя может быть, Владимир зарегистрировался уже не в первый раз, кто знает.
ну вот, зачем забанили человека, я теперь никогда не узнаю что он написал! Хоть бы заминусовали чтоб можно было прочитать, интересно же!
Не очень понял с горизонтом событий. Тело любой массы пересекая горизонт событий имеет бесконечную кинетическую энергию? Или нет? Если да, то это немного противоречит закону сохранения энергии системы ЧД, тело. Если нет, то оно может выскочить и обратно. Парадокс однако.
1. Не бесконечную
2. С понятием и сохранением энергии в ОТО все сложно… Об этом будет 2 часть
3. Пространство время внутри дыры устроено так, что выскочить невозможно вне зависимости от энергии. Под горизонтом сингулярность, к которой вы летите, оказывается не впереди, а в БУДУЩЕМ. То есть как вам надо двигаться, чтобы избежать ПОЛНОЧИ сегодня?
Про полночь понравилось. Никогда не слышала такой лаконичной и красивой аналогии.
У ОТО нет проблем. :) Кроме проблем с сингулярностью. Но излучение Хокинга не про сингулярность. Да и само излучение Хокинга, если уж говорить в терминах проблем, скорее их добавляет, нежели решает. :) Информационный парадокс и всё вот это.
«пространство внутри устроено так»
С чего бы? Если черная дыра достаточно велика, то как многие утверждают, что наблюдатель даже не заметит разницы. То есть локально оно имеет те же свойства.
Локально всё пространство везде: в чёрной дыре, в белой, в «эпицентре большого взрыва» устроено одинаково, о чём нам и говорит принцип эквивалентности. Чёрная дыра порождает нетривиальные глобальные топологии, хотя в любом месте чёрной дыры (окромя сингулярности) с пространством-временем локально «всё в порядке». Наблюдатель падает в чёрную дыру, пролетел горизонт, летел себе дальше, как говорится: ничего не предвещало,… но сингулярность.
И это никак не противоречит тому, что я сказал!
Локально все выглядит нормально. А в будущем у вас сингулярность

Вот так это выглядит в координатной системе Крускала, она наиболее близка к тому, как воспринимает мир наблюдатель, падающий в черную дыру
en.wikipedia.org/wiki/Kruskal%E2%80%93Szekeres_coordinates
Две вселенных и две внутренние области одной дыры в этой диаграмме безусловно многое обьясняет. Правда белые дыры не обнаружены… Видимо прячутся в других вселенных.
Диаграмма конечно даёт вменяемую математическую модель траекторий, но что там есть на самом деле вроде никто не знает
две вселенных возникают в идиализированной картине вечно существующей черной дыры, у которой должна быть белая пара.

Реальные черные дыры, сформированные коллапсом, выглядят иначе и белой черной дыры и негативного пространства там нет: www.semanticscholar.org/paper/26.2-Schwarzschild%E2%80%99s-Spacetime-2/bbe516a300e3cf212ae6a08783509fb1942b2400/figure/5

Для вращающихся черных дыр все хуже, kerr metrics является «идеализированной» метрикой вечно существующей черной дыры, а реалистичного решения нет
Извиняюсь за надоедливость, но как оценить кинетическую энергию падающего пробного тела на горизонте? Очевидно она прямо пропорциональна массе пробного тела. А какой второй множитель? Если она конечна, то ее можно посчитать???
Спойлер (я догадалась, догадалась, только тс-с-с-с...)
Энергия Вселенной не сохраняется.
Спойлер про Вселенную.
Она 5 миллиардов лет расширяется с ускорением, если верить модели LambdaCDM. Странно было бы пробовать описать такую Вселенную сохранением энергии. Получаем явную неоднородность времени.

P.S. Немного не по теме
Про законы сохранения. Кто-то в курсе — на законы сохранения барионного и лептонного заряда действительно нет порождающей их симметрии?
Хотя глянул на Вики — для сильного и электрослабого можно ввести калибровочные поля.
на законы сохранения барионного и лептонного заряда действительно нет порождающей их симметрии?

SU(2)xSU(3)
Ну значит я плохой источник раньше нашел. Но люди все равно пытаются ограничить сверху вероятность невозможных процессов, вроде распада
Z -> p + e, mu (нарушение з.с. сразу лептонного и барионного заряда).
Да, ещё большее ограничение (то есть более слабое) на распады
Z -> mu + anti-tau
Z -> anti-mu + tau
SU(2)xSU(3) это про слабое и сильное взаимодействия как раз. Где тут сохранение лептонного заряда?
В стандартной модели есть локальные калибровочные и глобальные калибровочные симметрии. Из локальных получаются взаимодействия и сохранения, конкретно благодаря SU(2) сохраняется слабый изоспин, а благодаря SU(3) цвет. Из глобальных взаимодействия не получаются, но благодаря им сохраняется число лептонов. Это обычно U(1) (кажется только они), глобальные фазы.
Ээ… А есть чем подтвердить слова?

Насколько мне подсказывает склероз, калибровочные симметрии все локальные. Глобальная симметрия U(1) сидит в основаниях КМ, например, физическому состоянию соответствует не просто вектор Гильбертова пространства, а луч — умножение вектора на комплексное число единичной «длины» дает все то же состояние, т.е. в рамках U(1) сколько хошь умножай глобально, ничего не изменится. Вот если локально U(1) симметрию требовать, там уже есть эффект — получается электрический заряд и его сохранение.

Вы правы, я затупила. Локальная калибровочная инвариантность даёт только сохранение электрического заряда, но не лептонного или барионного.

Ага, там нужно читать
В стандартной модели есть локальные калибровочные и глобальные калибровочные симметрии.
Симметрии есть, например, ЕМНИП, сильное вз-ие никак не зависит от аромата кварка. Ботомоний имеет энергию выше чармония по 2 причинам:
1. Естественная энергия покоя кварков.
2. Наверное, как и в случае с мюоным водородом, энергия состояния растет с ростом приведенной массы частицы «на орбите». Может не прямо линейно, а скажем у пиона почти 95% массы идет на взаимодействие 2 кварков (правда это выражается через глюоны и вирт. пары «кварк-антикварк»).

P.S. Есть план мюонного коллайдера. Может где-то и был протон-пионный, но пион с временем жизни 26 нс будет сложно родить, выделить и разогнать.
Главный вопрос не «как» оценить, а в какой системе координат. Для удалённого наблюдателя падающая частица остановится на горизонте, и кинетическая энергия у неё будет почти нулевая. В то же время наблюдатель на горизонте воскликнет: о какая чёртова прорва кинетической энергии была у этой частицы, только что промчавшейся мимо!
На горизонте нет наблюдателей :(. Но если пробное тело достаточно крупное то будет видно по изменению массы черной дыры
Да а с точки зрения удаленного наблюдателя, если оно остановится на горизонте, то его кинетическая энергия исчезнет неизвестно куда
Понятно куда: падение частицы в ЧД — это неупругое столкновение. Часть кинетической энергии в виде отдачи получит ЧД, но это доля крайне мала, в виду несоизмеримости масс. Остальное (а по факту вся) кинетическая энергия частицы, которую она имела вдали от ЧД, добавится к Mc^2 чёрной дыры. Т.е. масса покоя ЧД увеличится больше, чем если просто приплюсовать массу упавшей частицы. Мораль: энергия сохраняется, никакой магии.
Вот как раз и был вопрос, а насколько именно больше. В два раза, в три?
Ну а если пробная масса достаточно велика, например ещё одна черная дыра, то откуда возьмётся этот константный фактор и куда он потом денется?
Можно конечно сказать, что эта энергия уже была в этой системе из двух тел, но тогда суммарная масса двух черных дыр больше суммы их масс…
Если частица падала из бесконечности с нулевой скоростью (без кинетической энергии), то конечная масса ЧД — прямая сумма масс.
В два раза, в три?

Во сколько раз кинетическая энергия частицы на бесконечности больше её массы покоя, во столько и будет.
Если речь о Bondi или ADM mass и первоначально оба тела были в покое, то суммарная масса равна сумме масс МИНУС масса излученная в виде гравитационных волн
Возьмём с Земли кирпич. И утащим его в бесконечность. При этом его масса увеличится, ведь мы вытащили его из потенциальной ямы? Примерно как энергия связи в атомном ядре. А если брать более глубокую потенциальную яму, то масса кирпича/пробной частицы выродится на горизонте. Я правильно понял?
Масса кирпича не изменится, кирпич — он и в чернодырной Африке кирпич. Увеличится суммарная масса системы «Земля-кирпич», т.к. в неё закачали энергию при вытаскивании кирпича на бесконечность. И ещё раз повторю. Кинетическая энергия зависит от системы отсчёта, поэтому энергия частицы на ГС для удалённого наблюдателя нулевая, т.к. она остановилась возле ГС; для местного (на ГС) наблюдателя — энергия частицы какая-то большая.
Суммарная масса системы имеет своих двух представителей: Земля и Кирпич. Увеличатся массы обоих и Земли и и Кирпича. Энергия системы где то должна находиться. Закачали в систему энергию — получите добавочную массу. Вытащили энергию — получите дефект массы. Посмотрите на ядерные реакции.
Энергия системы где то должна находиться.

Никогда не задумывалась над вопросом, куда падающий с крыши кирпич складывает свою нарастающую кинетическую энергию. Он же кирпич у него внутри нет места. :)

Энергия системы существует в виде искрящихся синих молний только в кино. Для нас энергия (масса) — это всего напросто число, характеристика, которую внешний наблюдатель приписывает системе при механических взаимодействиях. В этом смысле энергия существует лишь в воображении того, кто выполняет расчёты. Он её придумал для своего удобства, это же модель.

UPD: А ещё не понятно, как кирпич в процессе падения успевает проинтегрировать действие по всем возможным траекториям, отыскать минимум, и именно согласно ему падать. У него же даже мозгов для этого нет.
Пока он не стукнулся, с его массой все в порядке, она постоянная, его масса покоя как бы уменьшится на его кинетическую энергию, то есть сумма массы покоя и релятивистской массы останется как его полная энергия, но при ударе он ее потеряет в виде тепла/ излучения. Суммарная энергия при этом сохраняется, а его масса покоя уменьшится
У вас путаница в терминах. Масса покоя — это масса покоя, они ни о чего не зависит.
но при ударе он ее потеряет в виде тепла

Нет. Горячий кирпич (как замкнутая система) весит больше холодного.
Он остынет. И будет весить меньше. В данном случае гравитация обеспечивает отрицательную потенциальную яму. То есть его измеряемая масса будет его масса в бесконечности минус энергия связи. Вам ниже для аналогии атомные ядра.
Энергия системы где то должна находиться.

В гравитационном поле, например.

Интересная штука получается. Понятно, что энергия хранится в поле. Но тогда получается, что у этого поля есть масса, а отсюда (по аналогии с другими полями) вытекает наличие гравитонов как носителей этой массы.
Прочитайте вторую статью, продолжение
Энергия гравитационно поля неопределена
На Вики вообще написан обратный факт. Конечно с разработкой КТГ пока много проблем, но там утверждается, что поле с носителями спина 2 обязано давать эффекты ОТО. Это конечно без микроскопических эффектов квантовой теории поля, но утверждение выглядит весьма сильным.
P.S. У поля может не быть массы покоя, будет только импульс и кин. энергия. А с другой точки зрения (не смогу точно доказать это утверждение) есть ограничение на массу гравитона, как типичного носителя грав. поля.
Причина этого в том, что массивный переносчик поля (типа W-бозона) обязан вызывать экспоненциальное падение потенциала с расстоянием, см. подробнее на Вики на пример потенциала Юкавы.
Это где на Вики?
en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_energy#General_relativity

In general relativity gravitational energy is extremely complex, and there is no single agreed upon definition of the concept.… Addition of the matter stress–energy–momentum tensor to the Landau–Lifshitz pseudotensor results in a combined matter plus gravitational energy pseudotensor that has a vanishing 4-divergence in all frames — ensuring the conservation law. Some people object to this derivation on the grounds that pseudotensors are inappropriate in general relativity, but the divergence of the combined matter plus gravitational energy pseudotensor is a tensor.
Может я ошибся веткой, по идее отвечал для Gutt.
Сейчас не нашел конкретно того утверждения, нашел пока такое.

А по поводу энергии на Вики есть такое:
Проблема энергии
В ОТО оказывается, что величина

$ t_{\nu }^{\mu }} $


не может быть тензором, а представляет собой псевдотензор — величину, преобразующуюся как тензор только лишь при линейных преобразованиях координат. Это означает, что в ОТО энергия гравитационного поля в принципе не может быть локализована (что следует из слабого принципа эквивалентности).
Подобное происходит с массой нейтронов в большинстве стабильных ядер (а нет, во всех стабильных). Как минимум — энергия конфигурации нуклонов с условием «нуклон №N = нейтрон» оказывается ниже, чем у систему «нуклон №N = протон + где-то болтается электрон + нужно компенсировать импульс антинейтрино».
Но части протонов в нестабильных ядрах вообще не везет — либо протон слишком высоко от «хорошей пот. ямы» и может породить нейтрон, позитрон и антинейтрино, либо не так высоко, но может столкнуться с 1s-электроном в реакции
p + e -> n +nue
Например это происходит с вероятностью выше 10% за 1.25 млрд. лет с атомом калия-40.
Мне всегда было интересно: если при пересечении горизонта событий пространство приобретает свойства времени (все пути внутри ведут в сингулярность, так же как все пути снаружи ведут в будущее), значит ли это в некотором смысле, что время становится похоже на пространство? Например, можно ли двигаться назад во времени (что бы это ни означало внутри горизонта)?
Смотрите на диаграмму Крускала. Конусы действительно ложатся набок, будущее оказывается не вверху, а вбок, к сингулярности, которая оказывается в будущем. Однако это только с точки зрения стороннего наблюдателя — для локального падающего наблюдателя все по прежнему, пространство трехмерно, время одномерно, «No drama».
То есть как вам надо двигаться, чтобы избежать ПОЛНОЧИ сегодня?
Так просто быстрее скорости света. Разве нет?
Для «большого взрыва» я для себя придумал такую аналогию: возмём пресс с большими (бесконечно большими) поршнем и дном. Поршень прижат ко дну, пространства нет. Откручиваем винт и — бабах — у нас по всему пространству под поршнем одновременно появляется эээ пространство. Осторожно, дальше аналогия перестаёт работать.
А вот у меня вопрос: сингулярность в чёрной дыре зачем придумана? Она точно нужна?
Она не придумана, она попала туда из математики, точка, в которой невозможно вычислить значение функции. В случае физики — результат бессмысленный. В школьной физике, где тела моделируются материальными точками вы можете получить сингулярность, вычисляя силу гравитационного взаимодействия между двумя точками сближающимися точками, когда расстояние между ними станет равным нулю.
Не вспомню где (к сожалению), но мне как-то попадалось утверждение, что сигнулярность нельзя пронаблюдать. Следовательно, физическим смыслом она обладать и не обязана, вполне может оставаться этаким математическим артефактом.
У чёрной дыры есть масса, материя составляющая эту массу должна находиться в какой-то форме. Она не может быть просто математическим артефактом.
Так никто и не спорит, что у дыры наблюдаемые физические параметры таки есть. Но у сингулярности, которая скрыта где-то внутри дыры, они теряют смысл.
Понятно. Мы на разных языках говорим. Перевожу: Сингулярность это не волшебный объект, Тот-Который-Нельзя-Наблюдать. Это свидетельство неполноты наших физических моделей. Поскольку чёрные дыры принято считать существующими, получается у нас есть (внутри чёрной дыры) некий реальный объект, описать который известными нам законами природы мы не можем. А те, которыми можем (вроде М-теории) находятся на стадии гипотезы и не понятно насколько физичны.
Сингулярность — результат решения уравнений Эйнштейна. Тут можно было бы поставить точку, но на мой взгляд не всё так очевидно.

Во-первых, решения Шварцшильда, Керра и других сделаны в предположении, что метрика стационарна (для Шварцшильда статична). Т.е. это решения для ЧД которые «существовали всегда». А в реальных ЧД это заведомо не так, есть фаза коллапса. Решение с коллапсом не найдено, и вряд ли будет когда-либо найдено. И нельзя быть до конца уверенной, что в таком решении обязательно будет сингулярность.

Ну и во-вторых, что там с единственностью решения уравнений Эйнштейна? Насколько я знаю, глобальная единственность решения задачи Коши для них не доказана.
Совершенно верно
Если для невращающейся коллапсирующей звезды есть численные решения, то для вращающейся их нет (изза возникающих временных циклов, которые не дают возможности применить даже численные методы!)

Наконец, есть еще один прикол. Помимо ОТО есть теория Эйнштейна-Картана, являющаяся расширением ОТО. Экспериментально они совпадают, экспермиентальная проверка разницы далеко за пределами наших возможностей. Так как вторая теория сложнее, то бритва Окамма вроде как ее вырезает. Но теория Картана решает столько теоретических проблем (и избегает сингулярностей!) что вполне возможно что верна как раз она

en.wikipedia.org/wiki/Einstein%E2%80%93Cartan_theory
Точно за пределами:
Эффекты неметричности в данной теории являются настолько малыми, что ими можно пренебречь даже в нейтронных звёздах.


Нужно хотя бы пронаблюдать слияние НЗ заранее и словить грав. волны от этого события.
Кстати, это одна из причин, почему невозможны статические решения Вселенной — она бы просто стала черной дырой


И только прочитав это, я понял, что ни хрена раньше не понимал в красоте Вселенной.
Вы перепутали планеты в Интерстеллар.

На фото в статье изображена ледяная планета доктора Манна, на которой не наблюдалось замедления времени.

А планета-океан Миллер, где 1 час шёл за 7 лет, находилась гораздо ближе к Гаргантюа:

Похоже вы правы. Сути правда это не меняет) Объяснение «на планету наложено заклятье» куда более правдоподобно
Сам Нолан не скрывал, что «в некоторых местах мы смухлевали» (цитата не точная). С одной стороны в фильме много несоответствий современной физике, гораздо больше, чем Вы упомянули. С другой стороны, история получилась захватывающей и лично я Нолану все вольности простил. Одна из моих любимейших кинолент последних лет.
А я просто ржал, когда смотрел. Уровень реалистичности еще ниже чем в «Гравитации»
Про реалистичность в «Интерстелларе», в принципе, говорить не приходится. Хотя расчёт внешнего вида чёрной дыры с гравитационным линзированием, по слухам, привёл Кипа Торна к научным открытиям.

Но фильм всё равно приобщает к знаниям, его заслуга в том, что неискушённый зритель получает яркое представление о таких понятиях как ОТО, сверхмассивная чёрная дыра, кротовая нора, экзопланеты, 4-мерное пространство-время, колония О'Нила и пр. Во-многих местах создатели фильма соврали, и, тем не менее, на данный момент это самое удачное кино, знакомящее рядового зрителя с вышеперечисленными концепциями.
По абсолютному значению — да. «Знаменатель» у них разный.
Интерстеллар — фантастические фильм о каких-то далеких черных дырах, где, к тому же, и воовсе вводится дополнительная сущность (5и-мерные люди), никак не описанные реальными известными законами физики, поэтому тут фантазия автора.

Гравитация — там, фактически, нет fiction, контекст абсолютно реальный. И тем больнее ударяет по здравому смыслу пренебрегавшие простейшими законами физики, и количество фейспалмов при просмотре куда больше. Маленький челнок, взлетающий с планеты в интерстеллере не так сильно заметен на общем фоне фикшена, как гребанный Джорж Клуни, висящий на тросе в невесомости под действием какой-то неведомой силы.
Вроде уже 100500 раз разобрали, что Клуни висел на тросе под действием центробежной силы, ибо в космосе практически невозможно не вращаться, вероятность иметь ω = 0 равна нулю, поэтому там всё разлетается при любой возможности.
Вы привели уравнение замедление времени для стационарной шварцильдовской черной дыры. Справедлива ли эта же формула для вращающихся черных дыр? Я слышал, что Кип Торн в книге " Интерстеллар. Наука за кадром" привел в обоснование свои расчеты. Сам не читал, врать не буду.
Эта картинка ни о чём не говорит. Не факт, что планета близко к ЧД, она просто находится почти на одной линии «с фотографом». Если бы планета была бы близко к ЧД, как кажется, то это значит, что у неё большое наклонение, а значит она пересекает аккреционный диск, где бы ей «очень поплохело».
В принципе да, если отлететь от планеты Манна подальше и поиграть с фокусным расстоянием, то и в этом случае можно получить фото в стиле «крошечная планетка на фоне огромной звезды».

Но то, что на планете Миллер плещется водичка, а на планете Манна даже облака замёрзли, уже свидетельствует, что первая поближе к чёрной дыре, чем вторая.
Про однозначное соответствие между разницей течения времени и силой гравитации я уже писал.
Ещё упомяну первую теорему о среднем. Только я её почему-то запомнил в форме функции F из раздела «Замечание».
То есть где-то на пути между 2 точками будет такая, в которой сила гравитации (градиент от грав. пот. со знаком минус) будет равна разнице грав. потенциалов, деленной на расстояние между точками на направлении градиента.
Все это хорошо и красиво.
Только наверняка не только у меня в голове вопрос — а что было ДО. До всего вообще и до БВ.
Хотя откуда вам знать :)
Ок, тогда спрошу по другому — в каком пространстве произошел БВ? Что это было, тоже вселенная или что?
Вот этот момент у меня не укладывается в голове :)
Перечислю известные мне модели:
1. Eternal inflation — baby universes это островки обычного вакуума в поле сверхплотного. Ответ: пространство такое же как у нас.
2. Эволюция черных дыр — каждая вселенная возникает из черных дыр предыдущей (В теории Эйнштейна Картана) — примерно тоже
3. Циклический Big Rip — тоже наше пространство
4. Туннелирование «из ничего» — ответ: N/A, до Big Bang ничего не было
5. Симметрия относительно t: U(t)=U(-t), ответ: понятие «до Big Bang» не определено
п.п. 1,2,3 подразумевают все же что БВ произошел в некоем Уже существуещем пространстве
п. 4 вообще не укладывается в голове :)
п. 5 — …
И ведь может так быть что пространство-время — это лента мёбиуса и наше очень далёкое будущее это БВ?
А как же версия, предложенная Ниайешем Афшорди, о том, что наша Вселенная является трёхмерной браной, получившейся в результате коллапса четырёхмерной звезды в четырёхмерную чёрную дыру?
Если не брать в расчёт концепции мультивселенных, когда есть материнская вселенная, а мы — лишь грыжа на ней, то пространство и время возникли при БВ. Соответственно вопрос: «что было до», лишён смысла. Это всё равно что спрашивать: что находится к северу от Северного полюса?
Мы — это наша вселенная? Вы это имели ввиду?
Я склоняюсь к тому что вселенные находятся друг в друге — как матрешка (ну естественно с поправкой на размеры). Кстати этот момент был в Люди в черном (кажется 2) в самом конце некие существа играют нашими вселенными как мячиками в гольф :)
Мы вам не скажем: кто мы… (в сторону: Клюшку номер 9, пожалуйста)

– Я слыхивал о вещах похлеще, – сказал Форд. – Где-то я прочел об одной планете в седьмом измерении, которую использовали как бильярдный шар в каком-то межгалактическом баре. Так вот, этот шар загнали в лузу, а лузой служила черная дыра. Погибло десять миллиардов разумных существ.
– С ума сойти! – ужаснулась Мелла.
– Зато этот удар принес тридцать очков, – заметил Форд.


"Автостопом по Галактике"

могу ошибаться но мне кажется что вы подходите к этому вопросу эмпирически. проблема в том что наши чувства и мышление (включая логику) образовались на планете и в этой вселенной. а ваш вопрос находится за пределами системы. эмпирические его не взять, он вне привычного опыта. тут только математика спасает. но если кратко у нас нет никаких наблюдений момента До. мы не можем заглянуть в точку пространства-времени которая находиться вне нашего пространства-времени. условно можно сказать что нашего пространства-времени не существовало до взрыва. пока мы можем только проводить аналоги (как с чд) или делать выводы из математики. но все это лишь возможные варианты. доказать их внутри системы нельзя. тупо нет информации. мы можем найти возможные решения как могла образоваться вселенная идентичная нашей, но не можем выяснить точно как образовалась наша вселенная.

Что пространство и время нашей Вселенной возникли 14 млрд лет назад не отменяет вопроса — а что было до этого события? Просто нужно перейти к понятиям вечности и бесконечности, в которые наша однажды возникшая Вселенная не вписывается. Так и вопрос «что находится к северу от Северного полюса?» приобретает смысл, если поместить Землю во внешнее пространство, имеющее в своей координатной сетке своё «северное направление».
Тогда в вечном и бесконечном сверхпространстве вселенных, соразмерных нашей, должно возникнуть очень много, если мы не исповедуем вселенский геоцентризм в духе Горькавого. Эта идея плодотворна и, главное, проверяемая. Только логика и научные знания…
Так что черную дыру можно сделать из любого материала, не сжимая его — из воды

И как это будет выглядеть из воды? И каких размеров будет?

Огромных размеров. Но это масса меньше 1 миллиарда масса Солнца (сам не считал сейчас, поверил инфе на Вики). Гравитация на поверхности достаточно большая.
А разве из этого не следует, что наша вселенная должна быть чёрной дырой? Ну или стать ею в какой-то момент.
Любые идеи про Вселенную такие, что не понятно, ч то там придумали физики с сингулярностью.
Вселенная в период времени t <= tPlanck расширялась экспоненциально и выросла до размера явно больше грав. радиуса. Только 5 миллиардов лет назад ТЭ стала расширять Вселенную с ускорением, то есть это член уравнения можно откинуть до времени t = tрекомбинации.
Хотя Вы задали правильный вопрос. Но Вселенная очень разрежена. 1 масса Солнца в сфере радиусом 3 км — это не ЧД. Правда и белый карлик нельзя сжать в такой радиус естественным процессом. Масштабируем дальше. 1 миллиард масс Солнца в сфере радиусом 2 950 000 000 км — это ЧД. Это нужно загнать в сферу радиусом с большую полуось Урана миллиард масс Солнца, то есть грубо говоря — «кубик» из прижатых друг к другу Солнц с ребром 1000 диаметров Солнца.
Ещё в 1000 раз больше — уже больше массы нашей Галактики, а до соседней галактики огромное расстояние (около 50 кпк до ближайшей «не карликовой» галактики). Дальней шее увеличение масштабов Вселенной тоже весьма высоко. В радиусе 1 Мпк есть ещё 2 спиральные галактики, самый далекий объект Местной группы — 3.4 млн. световых лет.
Дальше масштабы опять растут. Соседнее скопление галактик — от 15 до 22 Мпк (как узнал — весьма большая штука, 1300-2000 галактик). Но все равно выходит не более «1/3 галактики» на кубический Мпк (оценка плотности местного сверхскопления), где галактики как правило очень маленькие, редкие достигают 10-20% массы Млечного пути.
Финальный уровень масштаба — гигантские войды, галактические «нити» и «стены» (порядка и более 1 миллиарда св. лет).
Может, вы сможете ответить на пару вопросов, на которые я не смог нагуглить ответы.
Почему радиус черной дыры не зависит от положения наблюдателя? На горизонте событий вторая космическая скорость равна скорости света, т.е. досветовой скорости недостаточно, чтобы улететь в бесконечность. Но чем ближе наблюдатель — тем меньшую разность гравитационных потенциалов нужно преодолеть, чтобы до него добраться. Получается, что некоторая точка пространства может быть внутри черной дыры с точки зрения далекого наблюдателя, но снаружи с точки зрения наблюдателя поближе.
И второй вопрос, как следствие первого. Получается, что информацию из черной дыры можно получить, используя цепочку ретрансляторов, по принципу связи с обратной стороной Луны.
Я догадываюсь, что это не так, но не понимаю, почему.
Если бы не было никакого ОТО, то частица материи могла бы летать по эллиптической орбите, которая в перигелии падала под горизонт, а в афелии могла бы отдаляться в 10 или 100 раз дальше от центра ЧД. Но ОТО говорит, что все такие траектории замкнуты внутри самой сингулярности.
Смысла придумывать для описания окрестностей ЧД комбинацию «СТО + теория грав. Ньютона» кажется нет, т.к. такая теория описывалась бы наверное «вредным понятием» релятивистской массы, которая есть «равной гравитационной и инертной».
Более точную теорию уже упоминал — объединение уравнения геодезических и метрики, удовлетворяющей уравнению Эйнштейна.
Кажется на GT уже была статья. На более глубоком горизонте перестает работать само ОТО и траектории частиц перестают быть однозначными.

О. Вопрос. Можно ведь не набрав орбитальной скорости по параболе выскочить за пределы орбиты и упасть назад. Горизон событий у нас ровно на сфере где орбитальная скорость равна световой, так ведь. Получается можно не достигая скорости света взлететь с черной дыры, набрать в пике высоту выше чем горизонт событий и послать оттуда сообщение. И потом упасть вовнутрь. Или я где- наврал?

По формальному определению грав. радиус — это когда вторая космическая равна скорости света. Но само понятие о возможности ввести понятие «вторая космическая» в ОТО чуть сложнее (см. мой коммент над Вашим, на 1 минуту раньше). А с «первой космической» в таком простом определении тоже проблемы. Если мы построим динамики СТО в поле гравитации Ньютона, то формально можно будет приравнять грав. силу (GMm/r2) к центробежной с учетом «поперечной массы»:
GMm/r2 = gamma*m*v2/R,
да, я тут написал полный бред, но хотя бы как очень грубое приближение можно взять.
Более точно — вот тут, первый член в формуле для силы.
Но этот фокус работает только в том случае, если сила гравитации не растет с ростом «инертной массы», а это нарушало бы принцип эквивалентности.
В Ньютоновской теории так и получается примерно, но вот уже 100 лет ясно, что она некорректна, а работает ОТО, где определение горизонта событий не имеет отношения к второй космической, и подняться с него нельзя даже на миллиметр. Там чисто геометрически выходит так, световые конусы все «загибаются внутрь» на горизонте и ниже.
Таким образом, увеличивая масштаб любого тела, мы всегда дойдем до состояния, когда гравитационный радиус «догонит» настоящий. Так что черную дыру можно сделать из любого материала, не сжимая его — из воды, ваты, газа.

А что удержит такой объект от гравитационного коллапса?
Собственно ЧД возникает не потому что материя плотно упаковывается, а материя плотно упаковывается потому что гравитация пересиливает все остальные силы.
А так интересная концепция — можно себе вообразить невероятно массивное скопление галактик, которые для внешнего наблюдателя выглядит как ЧД, а внутри состоит из самого обычного вещества, звёзд, газа, планет, они все вращаются вокруг друг друга…
Наблюдаемая вселенная как раз подходящий размер и плотность имеет…
Увеличим радиус Земли в 10 раз (оставив плотность материи такой же). Такая суперземля будет в 1000 раз тяжелее. Гравитационный радиус, соответственно, тоже увеличится в 1000 раз, а объем внутри гравитацонного радиуса увеличится в миллиард! раз. То есть в 1000 раз больше материи нам надо запихать в миллиард раз больший объем, то есть теперь сжимать материю надо в миллион раз меньше.

Земля КУБ???? Может в расчетах стоит использовать число «ПИ»?

Попробуйте на бумажке. При скейле и вычислении относитеньго роста объема и радиуса пи сократится

Но не только объем куба вырастет в 1000 раз, если радиус увеличить в 10 раз, объем шара тоже.

Даже если использовать, то это не играет никакого значения в данном контексте.

Про чёрные дыри и о том, что же происходят при падении на неё мне больше всего нравится объяснение Сусскинда.


Известно, что никаким экспериментом невозможно отличить ускорение от гравитации. Каждое действие при ускорении можно соотнести с таким же действием при воздействии гравитации. Чему тогда соответствует гравитация за горизонтом событий? Бесконечному ускорению?

Так как гравитация конечна всюду, кроме сингулярности, то и ускорение там тоже конечно. Горизонт событий не связан с величиной гравитации/ускорения, он связан с [не]возможностью коммуникации.

Известно, что никаким экспериментом невозможно отличить ускорение от гравитации.

Но это только для материальных точек. А в реальности пользуемся тем фактом, что поле гравитации — сферическое, а поле ускорения — линейное: ходим из угла в угол кабины, в которой нас заперли, с отвесом — в поле гравитации отвес везде будет указывать на центр тяготеющей массы, а в ускоряющейся кабине — везде строго "вниз".

Отличить нельзя только локально. Если наблюдателю разрешить немного двигаться в стороны, то он легко отличить ускоряющийся в космосе лифт от стоящего неподвижно на земле. Во втором случае при сдвиге на метр вправо или влево угол отклонения отвеса будет меняться, т.к. он показывает точно на центр планеты.

Тут вопросо в том, использовали ли отвес при изготовлении пола лифта. Вдруг у него радиус кривизны поверхности 6371 км?
Тогда при замерах в ускоряющемся лифте будут получаться «интересные» результаты.
Тогда у кабины будут разные размеры пола и потолка, или наклонные стены, или какие-то ещё искажения геометрии
Конечно разные. Например — радиус кривизны поверхности пола будет на 3 метра меньше, чем у поверхности потолка. Стены ровные, то есть под углом скажем 1/6371000 радиан (это почти 0.0324 угловых секунд, сможете измерить без постройки интерферометра из стен лифта?).
Но я вообще-то не имел в виду такое. Мы используем литье в форме размером скажем 2 на 2 метра, чтобы «отлить» 2 листа жести (одинаковых). Ну то есть не жести, а чего-то более прочного, что не прогнется хотя бы под собственным весом.
Так углы отклонения отвеса будут того же значения, правильно? В обсуждении предполагается, что наблюдатель способен их измерить, иначе этот тред не имеет смысла.

В постановке вопроса о равноценности инерции и гравитации предполагается, что у запертого в лифте наблюдателя есть любые измерительные приборы с фантастической точностью измерения, а вот выйти/каким-либо образом выглянуть из лифта он принципиально не может.


Поэтому описание лифта Энштейна начинается с постулата, что лифт "висит над какой-то гравитирующей массой в однородном поле" — каковое, как идеальный мужчина, не существует.

Конечно способен, но с помощью отвеса. В смысле он может понять, что стены слегка расширяются, но это вроде как не очень важно.
Но вообще-то смысл замечания к принципу эквивалентности (сильному) у меня в том, что невозможно создать схему ускоренного движения НСО, которая была бы эквивалентна даже такому простому полю гравитации, как поле однородной (или хотя бы описанной плавной функцией ro = ro ( r )) сферы.
P.S. Под плавной функцией плотности в контексте ОТО будем иметь в виду такой тензор энергии-импульса, чтобы возможные разрывы при расчете тензора Римана устранялись.
Объясняю, о чем речь
Вот формула тензора.
Пуская у нас полностью равны друг другу ков. производные в первых 2 слагаемых для любых пар (ro, sigma) и (mu, nu) в точках, где разрыв функции давал бы бесконечность и аналогично — при суммировании последних 2 произведений по lambda все проблемы вычисления символов Кристоффеля устраняются для любых пар (ro, sigma) и (mu, nu).
Спасибо за статью, тема интересная, сам увлекаюсь и ищу материалы по этой теме. Тема огромная и неисчерпаемая, одних теорий возникновения Вселенной десятки.

Жду продолжения.
«Когда видимая Вселенная была не больше размера атома» — Была ли на момент взрыва вокруг этой сингулярности пустота, или бесконечное однородное пространство-время, было ли вокруг бесконечное количество подобных пузырьков или вся вселенная это статическая запись на неком абстрактном компьютере/хранилище информации — это вопрос скорее филосовский. У нас нет и скорее всего не будет возможности «заглянуть за грань», получить какую-либо информацию подтверждающую одну из теорий. По крайней мере пока не сможем выйти за пределы «нашей вселенной».
Я это к чему, эта картинка имеет отношение к нашей реальности. Да БВ не отменяет того что вокруг пузырька что-то существовало, что и как и существовало ли — науке это неизвестно. И вряд ли будет известно. Упираемся в скорость света и стрелу времени. Если рассматривать только нашу вселенную то это не «миф», а рассматривать ее как часть чего-то большего — имхо это уже за пределами теории большого взрыва, как и причины возникновения этого пузырька. Вы верно заметили, только t>0. Да может показаться софистикой, но это вопрос что рассматривать в качестве доступного обьекта изучения.

Чаще встречается другое заблуждение этой теории в «обывательском восприятии», что материя просто разлетается очень быстро в неком обстрактном и постоянном пространстве и абсолютном времени. Буквально как граната рванула и осколки разлетаются. Сложно представить раздувание пространства, если сложнее раздувание пространства-времени.
Насколько малой может быть черная дыра, если пространство все-таки неквантуемо? Какие есть ограничения, помимо необходимости огромного количества энергии для того, чтобы целенаправленным выстрелом на более мощном, чем существующий, коллайдере столкнуть частицы в одной точке и перешагнуть порог плотности в момент столкновения для рождения микроскопической черной дыры для лабораторного изучения?

Независимо от того, какой окажется физика пространства, спектр масс ЧД ограничен снизу минимальным значение порядка планковской массы (1 нанограмм) и дальше масса дискретно растёт как корень из N (некое квантовой число, описывающее состояние ЧД). Такие результаты получаются даже без теории квантовой гравитации, достаточно теории поля и ОТО.


ЧД не стабильна к переходу в состояния с меньшим N. Но без квантовой гравитации не может быть решён вопрос со стабильность наинизшего энергетического состояния. Другими слова, остаётся ли "огарок" от ЧД после хокинговском излучения, или же она полностью рассасыаается.


Ваш вопрос про образование ЧД при высокоэнергетиче ких столкновениях отвечу так: никаких фундаментальных запретов на это нет, и я внутренне уверена, что это возможно. Другое дело, что "нарастить мясо" на такой ЧД не получится из-за её быстрого распада до основного состояния (из-за излучения Хокинга). А сечение взаимодействия малых ЧД с веществом нереально исчезающе мало (нейтрино взаимодействуют с матерей на порядок порядка сильнее). Так что быстро накидать в новорождённую ЧД частиц, чтобы она подросла, вряд ли возможно.


Поэтому того, что в ЦЕРНе родят ЧД, которая разрастётся и поглотит Землю, бояться не стоит. Даже если там и родится микроЧД, то она просто провалится к центру Земли, где и будет летать по эллиптической орбите, т.к. вещество для неё прозрачно. Ну или улетит в неведомую даль космоса, если у неё окажется существенный импульс.

насколько я понимаю, в космосе есть излучение с куда большими энергиями, нежели способен дать коллайдер. и если такое и происходит, то явление не такое уж что и редкое.
Столкновение 1.22*109 частиц с энергией 10^10 ГэВ в сфере радиусом в планковскую длину — это по Вашему очень вероятное событие? Может Вы не понимаете масштаб величин.
Планковская масса — 2.176*10-5 грамм, то есть 1/46 кубического миллиметра воды.
На LHC пробуют найти сверхмалые ЧД, может они возможны только в многомерных теориях гравитации. В доступном диапазоне энергий (до 10 ТэВ) процесса «испарения» таких ЧД не замечено, может просто статистики не хватает. Это на 6 порядков меньше упомянутой мною выше энергии частицы космических лучей, участвующей в гипотетичесокм рождении ЧД.
Да, есть ещё 1 проблема. Из протонов Вы такую ЧД не соберете, их оттолкнет электростатический потенциал штуки «0.02 мг протонов» с расстояния «1 длина Планка». Можеет оценить необходимую энергию, это Вам не «слабый» барьер в термояде.
А нам не нужно столкновение 1.22*10^9 частиц с энергией 10^10 ГэВ, достаточно столкновения одной частицы с энергией 1.22*10^19 ГэВ с любой другой. Не думаю, что это редкое событие. Видимо если что то и образуется оно неустойчиво и не опасно.
1.22*10^19 ГэВ

Эммм, это на 11 порядков больше энергии частицы "О майн готт", которая по текущим теориям не должна была иметь возможность пролететь далеко по вакууму без потерь энергии. И что-то мне сдается, что процесс, который генерирует такие о-майн-готт частицы, сложно раскочегарить ещё на 11 порядков вверх.

Тут Вы немного ошиблись. Любая статья о физике частиц (на коллайдере в смысле) оперирует понятием sqrt(s), по крайней мере — при кинетической энергии в системе ЦМ в разы больше, чем среднее геометрическое энергий покоя частиц.
Вот типичный пример применения такого обозначения:
arxiv.org/abs/1609.05122
Но, протон с кин. энергией 1 ПэВ (а ещё лучше — антипротон) — это уже интересный объект, т.к. его столкновение с любым протоном, кроме летящего «назад» породит в направлении «вперед» огромную струю частиц, в основании которой могут рождаться даже t-кварки. И т.к. импульс у частицы огромный, а в системе ЦМ ипульс нулевой, значит в этой струе суммарный «продольный» импульс частиц должен быть 1 ПэВ/c (включая всякие бозоны, родившиеся в процессе). Именно столкновение таких частиц с легкими атомами (водород, углерод, азот и кислород) в атмосфере фиксируется детекторами площадью десятки гектар.

Что в центре черной дыры? Может-ли там оказаться комфортная для жизни невесомость?

Свободно падающий наблюдатель всегда ощущает невесомость. Она комфортна если приливные силы невелики. Для невращающейся черной дыры все плохо, как уже говорилось, как ни рыпайся, все кончишь в сингулярности.

Для вращающейся есть решения комфортных орбит — но для «идеального» решения Керра. Что внутри «реалистичных» — черных дыр — никто не знает.