sobota, 23 maja 2020

15. „Czarna dziura newtonowska”.

 Wracając do naszej czarnej... Równocześnie zwraca się uwagę na zakrzywienie przestrzeni powodujące zakrzywienie (i zamknięcie) toru (ewentualnie) emitowanych tam fotonów. Krążą więc one pomimo, że z powodu wydłużenia fali już nie istnieją... Czy jednak ma to miejsce jeśli istnieje defekt masy grawitacyjnej w układach o wielkiej koncentracji materii, jeśli grawitacja ma mimo wszystko charakter dualny? Raczej wątpliwe. A tak wracając do kwestii czasu, można by nawet pokusić się o stwierdzenie, że efekt spowolnienia jego upływu (i z tego ponoć powodu wydłużenie fali promieniowania elektromagnetycznego), choć (ew.) istnieje, nie prowadzi do zasadniczego skoku jakościowego, którym byłoby w granicy (praktycznie nieosiągalnej, jak np. nieosiągalna jest prędkość światła) zatrzymanie upływu czasu. Kuszenie licha. W dodatku twierdzenie to (..„choć (ew.) istnieje”..) byłoby przecież rodzajem kompromisu, którego realna przyroda nie znosi.  
   W podsumowaniu przyjąć można tezę (Herezja?), że nawet w bardzo silnym polu grawitacyjnym nie ma żadnego spowolnienia upływu czasu, że czas płynie w tempie stałym, a wolniejsze tempo jego upływu jest (spodziewanym) efektem energetycznym fenomenologicznym, bezpośrednio związanym z wydłużeniem się fali. Bez spekulacji (jak powyżej). Na temat „wydłużenia się” czasu wypowiedziałem się zresztą już wcześniej patrząc na to bardziej filozoficznie. Czyżby istniał newtonowski czas absolutny? Może nie całkiem newtonowski i nie całkiem absolutny. Byłby to raczej Uniwersalny Czas Kosmiczny, którego tempo upływu wskazują nasze zegary (bez krzty antropocentryzmu). Zatem, sądząc po tym, nie wydłużanie się interwałów czasowych w silnym polu jest przyczyną wydłużania się fali (malenia częstotliwości), pomimo, że tak to może wyglądać (sądząc po rozpowszechnionym mniemaniu). A co jest? Otóż pole grawitacyjne mające bezpośredni wpływ na (lokalną) energię fotonu. Zajmiemy się tym w drugiej części tego eseju. W tej sytuacji zmodyfikowany opis newtonowski może być nawet miarodajny. Właściwie już była o tym mowa. Warto zajrzeć do „Á propos” w zakończeniu tego artykułu. Na razie trochę za wcześnie.
     A co z potencjałem pola? Jego wielkoć ma wpływać na długość fali. Nie natężenie pola, gdyż chodzi o energię właściwą danemu fotonowi. Łatwo wykazać, że horyzont grawitacyjny jest powierzchnią ekwipotencjalną, a wielkość tego potencjału nie zależy od masy obiektu, a nawet jest stałą uniwersalną. Oto, dowód tego (bazujący na opisie quasi-newtonowskim):

                                          φ =  – GM/RS   ,   RS = 2GM/c2   =>   φ = – c2/2 

Z tego zresztą powodu, właśnie potencjał grawitacyjny czyni horyzont granicą stanowiącą o przyjętych za obowiązujące (i zobowiązujące) cechach czarnych dziur (singularnych). Stanowi bowiem powierzchnię wyjątkową. W każdym razie jest w tym coś. Dla przypomnienia, taki jest też potencjał grawitacyjny Wszechświata. Opisałem rzecz w artykule pt. „Grawitacja Wszechświata”.  Przypadek? Chyba nie. Łączy się to w ciekawy sposób z hipotezą wyrażoną w poście 11, a dotyczącą łącznej energii pola grawitacyjnego wokół źródła o symetrii kulistej, hipotezą wychodzącą zresztą z innych przesłanek: 

                                                                    Mc2/2               

Wracając do sedna sprawy, czyli do obiektu zamkniętego przez horyzont grawitacyjny, zapytajmy: Czy zatem mimo wszystko jakieś promieniowanie, generowane w obiekcie zamkniętym horyzontem grawitacyjnym, może dotrzeć do obserwatora odległego, dając świadectwo temu, co dzieje się w środku? W kontekście powyższych uwag pytanie to zyskuje konkretny sens, a odpowiedź twierdzącą czuje się w powietrzu.

   Spróbujmy na pytanie to odpowiedzieć, a właściwie „twierdzącą odpowiedź” uzasadnić. Oczywiście w ramach określonej koncepcji. Chodzi więc o próbę testowania tej koncepcji (a nie próbę przeforsowania nowej „prawdy” i narzucania przekonań). [Wolno, a nawet należy, tę rzecz przemyśleć inaczej niż zwykle już choćby dlatego, gdyż dzisiejsze poglądy dotyczące tej kwesti nie mają żadnego pokrycia w empirii. Istnieje więc pełna swoboda co do interpretacji.] Jeśli dzisiejsze pojmowanie sprawy jest w pełni słuszne, to rozwinięcie „kontrargumentów” tylko je wzmocni. Sądzę, że tak należy sprawę traktować. Nie tylko w tym miejscu. Mowa więc o materii substancjalnej, która ewentualnie mogłaby być wyrzucana na zewnątrz, ponad horyzont*.   
     Mamy mówić o obiekcie zamkniętym. „Być może materia w nim posiada cechy nam nieznane. Być może nawet  nie ma sensu próba precyzowania tych cech.” Nierzadko stykamy się z taką opinią, bo „przecież nie jesteśmy w stanie zbadać zawartości: składu, własności, tego, co znajduje się pod horyzontem.” Rzeczywiście, nie jesteśmy w stanie. Mamy tu klasyczny przykład fizyki podmiotowej: „Nie mogę zobaczyć, więc nie ma”. Sądzę, że takie podejście jest fałszywe. Dlaczego materia o cechach niewątpliwie znanych miałaby się nagle zmienić z chwilą, gdy obiekt zostaje zamknięty horyzontem grawitacyjnym staje się niewidoczny? [„Czy jeśli nie patrzę na Księżyc, to go nie ma?” – mawiał Albert Einstein.] W dodatku jego gęstość średnia jest przecież odwrotnie proporcjonalna do kwadratu masy. Także, wobec przyjętego już (tutaj) za bazę, istnienia odpychania grawitacyjnego, oczekiwanie istnienia materii egzotycznej, innej, niż znana nam, nie ma zbytniego uzasadnienia. [Dziś z dużą dozą „zrozumienia” (ja bym podszedł do tego z wyrozumiałością) przyjmuje się hipotetyczną możliwość istnienia na granicy horyzontu, czegoś o nosnej nazwie Firewall. Zgodnie z tą hipotezą każde ciało przekraczające linię horyzontu zostaje unicestwione. Hipoteza bardzo wygodna, by pogodzić niedopasowania teorii. Jim Biggot także to nazywa fzyką baśniową.] Nie tylko by unikać brzytwy. Aprioryczne założenie, że „nic się nie może wydostać i dlatego nic nie możemy wiedzieć co jest w środku”, nie może oznaczać, że jest tam materia nieokreślona lub jakaś inna, egzotyczna. To byłby nawet błąd logiczny. Inna sprawa, że zgodnie z rozpowszechnionym sądem, grawitacja, to tylko i wyłącznie przyciąganie, a w przypadku czarnej dziury nie ma siły, która mogłaby wyhamować zapadanie się materii. W tej sytuacji jej „egzotyczne” cechy nie mogą być znane. Horyzont byłby granicą poznawalności. To horyzont wglądu dzisiejszej nauki w byt materialny, horyzont dla OTW (w jej aktualnej interpretacji) i dla mechaniki kwantowej pospołu. Katastrofa Horyzontalna. Za to grawitacja dualna ma tu jeszcze sporo do powiedzenia. A tak swoją drogą, gdyby głębiej nie istniało odpychanie, to i my nie istnielibyśmy, nawet nie moglibyśmy zaistnieć. Oczywiście nie o ciemną energię chodzi.
    Powyżej stwierdziłem, że możliwa jest ograniczona (w stosunkowo małym zasięgu) erupcja materii (masywnej) ponad horyzont grawitacyjny. A co z promieniowaniem? Jeśli mimo wszystko istnieje, to dotrze nawet do obserwatora odległego, o wiele lat świetlnych. Skąd ma się wziąć to promieniowanie? Otóż źródłem promieniowania może być sama materia substancjalna ze wspomnianej wyżej erupcji. Możliwość erupcji ponad horyzont grawitacyjny, jak wcześniej stwierdziliśmy, istnieje dzięki bezwładności materii substancjalnej (nie fotonów). Fotony takowej nie posiadają, więc nie mają szans (Tak można by sądzić. A może jednak jest inaczej? Nie rozpraszajmy się!). Uznać więc można za możliwe (wszak to tylko testowanie) istnienie protuberancji materii z powierzchni takiego obiektu. Nie jest to przecież materia zdyscyplinowana jednorodnością absolutną. Także możliwa jest emisja przez tę materię, promieniowania elektromagnetycznego – już sponad horyzontu. Może więc promieniowanie bez problemów wydostać się i dać świadectwo istnieniu takiej „czarnej dziury”. Trzeba tylko wiedzieć, że takie coś jest możliwe. Jakie cechy powinno to promieniowanie posiadać? To sprawa dalszych badań, choć już teraz przypuszczać można, że powinno mieć ono widmo ciągłe i tworzyć na powierzchni obiektu poświatę podobną do księżycowego światła popielatego. To w każdym razie podpowiada wyobraźnia. Oczywiście tak wyglądałby obiekt z bliska. Z odległości setek, tysięcy lat świetlnych, przedstawiałby już praktycznie jasność zerową, a badanie jego widma związane byłoby ze sporymi trudnościami natury technicznej. „Mielibyśmy więc dowód istnienia czarnej dziury...
Czarną dziurę o tak określonych cechach nazwać można czarną dziurą newtonowską.  


*Przyjmuję tu robocze założenie, że tuż pod horyzontem istnieje materialne continuum. Możliwa jest bowiem opcja zapaści (nawet obiektu bardzo masywnego), aż do osiągnięcia przez materię odpowiednio dużej, granicznej gęstości, powyżej której działa już efektywne odpychanie. Rozległa przestrzeń między tym jądrem, a horyzontem byłaby pusta. Rozważania tu prowadzone nie uwzględniają tej opcji, modelują więc raczej procesy zachodzące w obiektach mniejszych, o masach gwiazd.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz