www.ASTROLAB.ru

ASTROLAB.ruЧерные дырыГеометрия черных и белых дыр ( Часть 8 )
ГлоссарийФото космосаИнтернет магазинКосмос видео



Геометрия черных и белых дыр ( Часть 8 )
Версия для печати

Общая теория относительности правильно утверждает, что для внешнего наблюдателя гравитационная масса коллапсирующего тела остается неизменной, поскольку в его системе отсчета плотность гравитационного поля этого тела не изменяется, по крайней мере, на начальной стадии гравитационного коллапса. Но в системе отсчета внутреннего наблюдателя плотность гравитационного поля коллапсирующего тела увеличивается по мере уменьшения радиуса данного тела, что равносильно увеличению его гравитационной массы. Совместить эти две точки зрения можно только в том случае, если допустить, что в системе отсчета внутреннего наблюдателя остается неизменной только комплексная гравитационно-инертная масса коллапсирующего тела, а его инертная масса уменьшается по мере увеличения его гравитационной массы.

То же самое можно сказать и о поведении материальных тел на околосветовых скоростях движения. Специальная теория относительности утверждает, что инертная масса материального тела, движущегося с околосветовой скоростью, увеличивается только в системе отчета внешнего наблюдателя, а в системе отсчета внутреннего наблюдателя она остается равной массе покоя. Но как обычно проверяют это утверждение? Разгоняют до околосветовой скорости какое-то материальное тело (обычно микрочастицу), а затем сталкивают его с покоящимся материальным телом. Зная массу покоя последнего, по характеру столкновения можно вычислить инертную массу первого тела. Это означает, что определение инертной массы в данном случае производится в общей (!) системе отсчета движущегося и покоящегося тел. Такую систему отсчета уже нельзя связывать с внешним наблюдателем, а значит и утверждать, что он обнаруживает увеличение инертной массы тела, движущегося с околосветовой скоростью. Увеличение этой массы может обнаружить только внутренний наблюдатель, в виде увеличения интенсивности инерционного поля в его системе отсчета.

Существует правда, еще один релятивистский эффект, теснейшим образом связанный с предыдущим, - это замедление времени в тех системах отсчета, которые движутся с околосветовой скоростью. Специальная теория относительности утверждает, что это замедление обнаруживается только в системе отсчета внешнего наблюдателя, тогда как внутренний наблюдатель считает, что время в его системе отсчета течет с обычной скоростью. Но мы уже говорили, что на самом деле системы отсчета данной теории являются неинерциальными, поскольку с увеличением скорости движения тел у них возрастает не только инертная масса, но и плотность их инерционного поля. Это означает, что замедление времени в системах отсчета тел, движущихся с околосветовой скоростью, должен обнаруживать не только внешний, но и внутренний наблюдатель. Точно также в общей теории относительности замедление времени в сильных гравитационных полях обнаруживает не только внешний, но и внутренний наблюдатель.

Именно этот момент - неинерцальность систем отсчета материальных тел, движущихся с околосветовой скоростью, - не учел Эйнштейн при формулировке специального принципа относительности. Такое движение может быть относительным, но в гораздо более общих системах отсчета, чем те, которые рассматриваются в специальной и даже в общей теориях относительности. Понимать это следует так, что увеличение интенсивности инерционного поля тела, увеличивающего скорость своего движения, смещает границу между действительным и мнимым пространствами нашей Вселенной, приближает ее к данному телу. В инерциальных системах отсчета это смещение выглядит как уменьшение плотности плоского пространства-времени, окружающего данное тело, и расширение размеров области, занимаемой этим пространством. Когда эта область охватывает все действительное пространство Вселенной, материальное тело исчезает из него и переходит в мнимое пространство Вселенной.

Как можно было заметить, мы только что описали переход материального тела через сферу Шварцшильда из ее внешнего пространства в ее внутреннее пространство. Необычность этого перехода заключается в том, что его нельзя отождествлять с падением внутреннего наблюдателя в черную дыру, поскольку в нем нарастает плотность не гравитационного, а инерционного поля, окружающего данного наблюдателя. В то же время, его нельзя отождествлять и с пресловутыми белыми дырами, поскольку в нем внутренний наблюдатель не вылетает из-под сферы Шварцшильда, а наоборот, "влетает" в нее. А это было бы весьма желательно, поскольку из всех космологических объектов в общей теории относительности только белые дыры не имеют удовлетворительного физического объяснения.

Физическое объяснение данного перехода заключается в той же неинерциальности систем отсчета специальной теории относительности. Просто из нашей Вселенной материальные тела могут исчезать не только в гравитационном, но и в инерционном коллапсе. Переход материальных тел через сферу Шварцшильда на световых скоростях движения - это и есть такой инерционный коллапс, в котором у них до предела увеличивается интенсивность инерционного поля. Как и в гравитационном, в инерционном коллапсе существует своя сфера Шварцшильда, разграничивающая действительное и мнимое пространства нашей Вселенной. И как в гравитационном, в инерционном коллапсе существует своя сингулярность, устанавливающая пределы движения материального тела внутри данной сферы Шварцшильда. С точки зрения общей теории относительности, эти сферы и сингулярности радикально отличаются друг от друга, поскольку в гравитационном коллапсе материальные тела сжимаются в точку, а в инерционном коллапсе они расширяются в бесконечность. На самом деле это различие не столь существенно, поскольку в области виртуальной геометрии, в которой существуют все сферы Шварцшильда и все сингулярности, стирается различие между точкой и бесконечностью. Данное различие имеет значение только на начальных стадиях гравитационного и инерционного коллапсов (а также для тех физических процессов, которые подводят материальные тела к данным коллапсам) и не имеет значения на заключительных стадиях этих коллапсов.

Именно в такой симметрии гравитационного и инерционного коллапсов, а отнюдь не в обращении гравитационного коллапса во времени, заключается настоящий смысл симметрии черных и белых дыр. Обращение гравитационного коллапса во времени, конечно, возможно, как и инерционного коллапса. Но такие процессы встречаются в природе гораздо реже, чем обычные формы гравитационного и инерционного коллапсов. Кроме того, они имеют несколько иной механизм. А вот инерционный коллапс, как процесс, в котором сфера Шварцшильда и сингулярность противоположны сфере Шварцшильда и сингулярности гравитационного коллапса, - это совсем другое дело. Такой процесс, как и обычный гравитационный коллапс, широко распространен в природе и имеет, в отличие от белых дыр в общей теории относительности, конкретное физическое объяснение.

За примерами далеко ходить не нужно, поскольку белые дыры, в отличие от черных дыр, даже не пытались искать во Вселенной. Само появление их "ниоткуда", т.е. из сингулярности, уже предполагало отсутствие каких-либо реальных процессов, предшествующих их формированию. Черным дырам более повезло в этом отношении, поскольку они возникают в ходе эволюции реально наблюдаемых звезд.






??????.???????