Ранняя Вселенная и черные дыры В. Н. Лукаш Е. В. Михеева, В. Н. Строков со: Е. В. Михеева, В. Н. Строков Астрокосмический Центр ФИАН ОСА 25 мая 2012. - презентация

1 Ранняя Вселенная и черные дыры В. Н. Лукаш Е. В. Михеева, В. Н. Строков со: Е. В. Михеева, В. Н. Строков Астрокосмический Центр ФИАН ОСА 25 мая 2012

2 Экстраполяция КСМ в прошлое Экстраполяция КСМ в прошлое Условия создания ранней Вселенной Условия создания ранней Вселенной Черно-белые дыры и космогенезис Черно-белые дыры и космогенезис

3 Экспериментальные основания КСМ Образование космологического потока

4 Моделирование структуры

5

6 Геометрия ранней Вселенной (структура метрического тензора и тензора энергии-импульса материи) Нулевой порядок диаграмма Хаббла Нулевой порядок диаграмма Хаббла Первый порядок структура Первый порядок структура S-мода () S-мода (возмущения плотности) T-мода T-мода (гравитационные волны) V-мода V-мода (вихревые возмущения ) Ранняя Вселенная детерминирована

7 Нулевой порядок (алгебра)

8

9 Размер Вселенной В начале радиационно доминированной стадии физический размер Вселенной превосходил фундаментальный масштаб в10 30 раз В начале радиационно доминированной стадии физический размер Вселенной превосходил фундаментальный масштаб в раз Столь большой фактор можно объяснить существованием предшествовавшей короткой стадии инфляции (γ < 1)

10 Причинность

11 S S затравка для структуры ТМ S+T+V S+T+V затравка для структуры РИ (анизотропия и поляризация) (галактики, скопления, войды..) гауссовы возмущения T/S < 0,1 Первый порядок (осцилляторы)

12 Квантово-гравитационное происхождение начальных космологических возмущений рождение безмассовых полей из вакуума под действием гравитационного поля Рождение материи ( Гриб, Старобинский 1970е ) Рождение материи ( Гриб, Старобинский 1970е ) Генерация Т-моды ( Грищук 1974 ) Генерация Т-моды ( Грищук 1974 ) Генерация S-моды ( В Н Л 1980 ) Генерация S-моды ( В Н Л 1980 )

13 Проблема генерации S и T мод космологических возмущений в модели Фридмана сводится к квантово-механической задаче об элементарных осцилляторах = k, находящихся во внешнем поле ( ) в пространстве Минковского (,x)

14 - поперечно-бесследовая компонента метрического тензора - суперпозиция продольной компоненты гравит. поля и потенциала скорости

15 адиабатическая зона (свободные колебания) Эволюция элементарных осцилляторов параметрическая зона (заморозка)

16

17

18 Общий результат Ожидается (T/S < 0,1): Инфляционный Большой взрыв ( < 1)

19 Для рождения S нужны энергии Великого объединения для генерации малого T/S нужна инфляционная ранняя Вселенная

20

21 Образование Вселенной это создание хаббловского потока Образование структуры это разрушение хаббловского потока (антиколлапс или инфляция) (коллапс: гало, черные дыры)

22 Инфляция не может ответить на вопросы о начальных условиях Как возникают большие плотности? Как возникают большие плотности? Как возникает косм. расширение? Какова начальная симметрия? Это вопросы космогенезиса Вселенная детерминирована, большая, существует короткий период времени (инфляция)

23 Космологический постулат ( universe : одн+изот) Рождение Вселенной из «ничего» («ложный» вак) Инфляция сама создает квазихаббловский поток Множественные миры ( multiverse на инфляции) Вечная инфляция (субпланковские кривизны/пло) Парадигмы космогенезиса (1) сверхбольшие кривизны/плотности (2) импульс к расширению материи Космологический постулат заменен на два других: (1) сверхбольшие кривизны/плотности (2) импульс к расширению материи

24 * Вселенная не одна (принцип Коперника) * Механизм гр. воспроизводства вселенных * Сингулярности черных дыр (коллапс КО) * Аналитическое продолжение в будущее интегрируемые сингулярности модели черно-белых дыр Мы исходим из того, что

25 Множественные вселенные образуются в Т- областях Ч/Б дыр в ходе коллапса звезд, скоплений и других компактных астрофизических систем на конечной стадии их эволюции в материнской вселенной Наша концепция космогенезиса

26 Ответы на вопросы (1) Сверхбольшие кривизны/плотности достигаются в процессе гравитационного коллапса (2) Импульс на расширение – инверсия коллапса Интегрируемые сингулярности в Т-областях Ч/Б позволяют продлить геодезические через r = 0 и восстановить геодезически полную геометрию Интегрируемые сингулярности в Т-областях Ч/Б позволяют продлить геодезические через r = 0 и восстановить геодезически полную геометрию (3) Квазихаббловский поток формируется из материи, рожденной квантово-гравитационным образом в Т-областях Ч/Б дыр и подхваченной инфляцией

27 Интегрируемые сингулярности (метрики без выколотых точек) N, Φ - действительные ограниченные функции (t,r) интегрируемая функция в r = 0

28 Черно-белая дыра Белая дыра (r 0) при условии конечности в

29

30 В

31

32 Осциллирующая черно-белая дыра

33 Приливные силы конечны

34 Астрогенная вселенная ABC – область однородной космологии

35 А Решение с инфляцией (асимптотический де-Ситтер)

36

37 Физическая природа интегрируемых сингулярностей Пока давление в звезде мало, и натяжение неограниченно нарастает

38 Стрела времени и естественный отбор * Единая геометрия разделена горизонтами r = 0 и r = 2GM на секторы с временной и прос. четностями * Пересечение любого из горизонтов изменяет смысл координаты r (время или пространство) * Мы принадлежим космологическому потоку материи, существующему с момента r = 0 * В докосмологическую эпоху коорд. r описывала время в Т-области родительской черной дыры * Ещё дальше она представляла собой радиальную координату пространства родительской вселенной * Генеалогическое дерево многолистной вселенной * Развиваются вселенные, в которых образуются черные дыры (осциллирующие приливы)

39 Выводы

40 начальные условия Экстраполяция космологической стандартной модели в прошлое позволила восстановить ее начальные условия (1) Сверхбольшие кривизны и плотности (2) Импульс в сторону расширения (3) Квазихаббловский поток материи

41 Ответы на вопросы космогенезиса (1) Сверхбольшие кривизны и плотности достигаются в процессе грав. коллапса (2) Импульс на расширение материи возникает при инверсии коллапса (3) Квазихаббловский поток формируется из материи, рожденной квантово-грав. образом в Т-области черно-белой дыры и подхваченной инфляцией

42 * Интегрируемую сингулярность можно сравнить с каспом, в котором плотность или натяжение материи расходится, а масса нулевая и гр. потенциал конечен * Приливные силы ограничены и все геодезические продолжаются из черной дыры в белую дыру * Масса многолистной вселенной может быть любой из-за компенсации отрицательной гр. энергией связи * Интегрируемые сингулярности напоминают машины по переработке гравитации в материю Аналитическое продолжение черной дыры в белую реализуется в классе метрик с интегрируемой сингулярностью

43 генераторами нового поколения вселенных являются коллапсирующие компактные объекты, завершившие свою эволюцию в родительской вселенной Астрогенная космология многолистная вселенная