W artykule eseju poświęconym grawitacji dualnej zajmowałem się układem grawitacyjnym dwóch punktów materialnych. Jego masa grawitacyjna jest tym mniejsza, im odległość między nimi jest mniejsza. W podobny sposób masa grawitacyjna obiektu złożonego – ciała maleje wraz z jego ściskaniem, w związku z malejącą odległością wzajemną jego elementów strukturalych. Prowadzi to do malenia promienia grawitacyjnego (Schwarzschilda). Gdy obiektem jest gwiazda, jej promień grawitacyjny przed zapaścią (kolapsem) jest większy, niż wtedy, gdy jest na przykład już gwiazdą neutronową o tej samej masie pierwotnej. Ogólnie, dalsze ściskanie obiektu mogłoby prowadzić do wydatnego wzrostu defektu masy. Załóżmy, że mamy do czynienia nie z konkretną gwiazdą neutronową, lecz z centralną częścią kolapsującego, dużego masywnego ciała. Jeśli układ taki zechcemy (w myśli) sprowadzić docelowo do punktu, to jego promień grawitacyjny „wycofywać się będzie” (ku środkowi) bardzo szybko, a nawet wyzeruje się wraz z zerowaniem się jego masy grawitacyjnej . Dalsze ściskanie spowoduje pojawienie się rosnącej bardzo szybko siły odpychania działającej na wszystkie elementy jego struktury (masa ujemna), co szybko doprowadzi do zatrzymania zapaści. [Do osobliwości nie dotrzemy, już wiadomo dlaczego.] Do zatrzymania tylko na moment. Od razu bowiem mamy rozszerzanie się, a gdy powracają siły przyciągania, po krótkim czasie dochodzi do zatrzymania ekspansji. Zaraz po jej zatrzymaniu się, mamy ponowną zapaść. Tak, jak w drgającej sprężynie. Mamy oscylacje. Inna opcja jest wykluczona. W tych właśnie warunkach promień horyzontu grawitacyjnego, odpowiadajacego grawitacyjnej masie chwilowej, jest cały czas mniejszy od promienia tego obiektu, odpowiadającego jego masie wyjściowej. [W przypadku obiektu o masie Słońca, mniej (może nawet zdecydwanie) niż 3km.] Czarna dziura nie powstaje. Ogromna większość gwiazd nie ma szans na to, by zapaść się do rozmiarów równych (lub mniejszych) niż kula o promieniu grawitacyjnym – w przypadku gwiazd bardziej masywnych, właśnie w skutek istnienia znaczącego defektu masy w ich jądrach. Gwiazda zawiera zbyt mało materii. Do czarnodziurowania nie dochodzi, tym bardziej, że istotną rolę podczas zapaści odgrywa jej rotacja. W przypadku układu bardziej masywnego, na przykład jądra galaktyki, promień grawitacyjny zamykający materię, może stać się realnością fizyczną, co wcale nie czyni tego obiektu całkiem niewidocznym (zgodnie z przemyśleniami przedstawionymi wcześniej).
W kontekście tym, naturalnym staje się pytanie: Czy sfera horyzontu znajdować się może wewnątrz obiektu, monolitu skoncentrowanej materii poniżej jego „twardej” powierzchni? Wszak była mowa o „wycofywaniu się” horyzontu ku środkowi, w miarę narastania defektu masy grawitacyjnej. Pytanie to raczej nie dotyczy jąder galaktyk – tam, zgodnie z przemyśleniami powyżej, ponad litym jądrem, zalega pustka (oczywiście jeśli nie wtargnęła tam materia z zewnątrz). Zastanówmy się. Jeśli obiekt zapada się, to tylko jako całość. Jego łączna masa określa wielkość promienia grawitacyjnego. Masa ta określa też gęstość średnią w momencie pojawienia się horyzontu. Wraz z zapadaniem się obiektu rośnie jego deficyt masy za sprawą wielkiej koncentracji materii w samym centrum. W odniesieniu do obiektów gwiezdnych masywnych (powyżej 7 mas Słońca), czynnik ten ma już dość istotne znaczenie. Oddala to wydatnie moment pojawienia sie horyzontu. Jednakże, jeśli horyzont już się pojawia, to jest rozmiarami mniejszy od tego, który odpowiada masie obiektu sprzed zapaści, a przy tym ogarnia całość (materii „twardej”). Odpowiedź na postawione wyżej (to podkreślone) pytanie jest więc negatywna. Horyzont w każdym przypadku ogarnia całość. Malenie objętości materii skondensowanej jest znikome nawet przy dużym defekcie masy. Jeszcze tę rzecz zbadamy. Zauważmy, że gdyby linia horyzontu zeszła poniżej powierzchni „litej” obiektu, to masa pod nią byłaby mniejsza, zbyt mała na to, by być zamkniętą przez horyzont. To argument intuicyjny, jakościowy. Jeśli horyzont nie pojawił się wcześniej, to się już nie pojawi. Rzecz rozwiniemy poniżej.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz