.The surprising behavior of black holes in an expanding universe
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.The surprising behavior of black holes in an expanding universe
확장되는 우주 속 블랙홀의 놀라운 행동
David Appell, Phys.org 제공 출처: AI가 생성한 이미지 JUNE 26, 2024
블랙홀을 연구하는 물리학자는 확장하는 우주에서 아인슈타인 방정식에 따르면 모든 블랙홀의 사건 지평선에서 우주의 확장 속도는 상수여야 하며 모든 블랙홀에서 동일해야 한다는 것을 발견했습니다. 이는 사건 지평선에서 유일한 에너지가 암흑 에너지, 즉 우주 상수라는 것을 의미합니다. 이 연구는 arXiv 사전 인쇄 서버 에 게시 되었습니다 . "그렇지 않으면" 뉴헤이븐 대학의 저명한 강사인 니코뎀 포플라프스키는 말했다.
"물질의 압력과 시공간의 곡률은 지평선에서 무한해야 할 것입니다. 하지만 그것은 비물리적입니다." 블랙홀은 우주에서 가장 단순한 것에 관한 것이기 때문에 매혹적인 주제입니다. 유일한 속성은 질량, 전하, 각운동량(스핀)입니다. 그러나 그 단순성은 환상적인 속성을 낳습니다. 블랙홀과 임계 거리에 사건의 지평선이 있고, 그 주변에는 비물리적 표면이 있으며, 가장 단순한 경우 구형입니다. 블랙홀에 더 가까운 것, 즉 사건의 지평선 안에 있는 것은 결코 블랙홀에서 벗어날 수 없습니다.
블랙홀은 1916년 러시아 전선에서 독일군으로 복무하던 카를 슈바르츠실트가 예측했는데, 당시 그는 고통스러운 자가면역 피부 질환인 천포창을 앓고 있었습니다 . 그는 아인슈타인의 일반 상대성 이론 방정식을 사용하여 , 그렇지 않으면 공허하고 변하지 않는 우주에서 거대한, 회전하지 않는, 완벽하게 둥근 물체를 가정하고 사건의 지평선을 발견했습니다. 사건의 지평선의 반경은 블랙홀의 질량에 비례합니다. 지평선 안에서는 우주에서 가장 빠른 물체인 빛조차도 구멍에서 벗어날 수 없습니다. 슈바르츠실트는 또한 블랙홀의 중심에서 특이점을 발견했습니다.
이곳은 무한한 밀도를 지닌 곳으로, 아인슈타인의 중력 법칙이 무너지는 곳이었습니다. 천문학자들은 그 이후로 대부분 은하가 중심에 초대질량 블랙홀을 가지고 있는 것으로 보인다는 것을 발견했습니다 . 은하수의 경우, 그것은 궁수자리 A*로, 태양의 400만 배 이상의 질량을 가지고 있습니다. 블랙홀은 2019년에야 직접 이미지화 되었는데 , 그것은 빛으로 둘러싸인 검은 반점으로, 지구에서 5,500만 광년 떨어진 은하계 메시에 87의 중심에 위치해 있습니다.
슈바르츠실트를 넘어, 포폴라프스키는 확장하는 우주 에서 거대한 중심 대칭 물체를 가정했습니다 . 이 경우, 질량 주변의 시공간 구조에 대한 아인슈타인 방정식의 해는 1933년 영국의 수학자이자 우주론자 조지 맥비티에 의해 처음 얻어졌습니다. 맥비티는 질량 근처에서 시공간이 슈바르츠실트의 시공간과 같고, 사건의 지평선이 있지만 질량에서 멀리 떨어진 곳에서는 우주가 오늘날 우리 우주처럼 확장되고 있다는 것을 발견했습니다.
허블 상수 라고도 하는 허블 매개변수 는 우주의 확장 속도를 지정합니다. Popławski는 McVittie의 솔루션을 사용하여 사건 지평선에서 공간의 확장 속도는 우주 상수(공간시간의 진공의 에너지 밀도로 해석될 수 있음)에만 관련된 상수여야 한다는 것을 발견했습니다. 오늘날 우리는 이것을 암흑 에너지 밀도로 알고 있습니다 . 즉, 지평선에서 유일한 에너지는 암흑 에너지입니다. 그 결과 우주의 다른 부분이 다른 속도로 확장된다고 그는 말했습니다.
사실, 비슷한 것이 소위 " 허블 텐션(Hubble tension) "에서 발견되었습니다. 허블 매개변수의 두 가지 다른 측정 값 사이에 통계적으로 유의미한 불일치가 있는데, 이는 "후기 우주" 측정을 사용했느냐, 아니면 우주 마이크로파 배경 측정을 기반으로 한 "초기 우주" 기술을 사용했느냐에 따라 달라집니다. Popławski는 그의 저서에서 이 불일치가 "아인슈타인의 일반 상대성 이론 내에서 확장하는 우주의 블랙홀의 시공간을 정확하게 분석한 자연스러운 결과"라고 말했습니다.
게다가 그의 방정식은 우주가 다른 속도로 확장되는 결과로 우주상수(따라서 암흑 에너지의 값)가 양수여야 한다는 것을 보여줍니다. 그렇지 않으면 그 상수가 없다면 "폐쇄된 우주는 진동할 것이고 우주의 공허를 만들 수 없을 것"이라고 Popławski는 말했습니다. "이것은 우주의 관찰된 현재 가속에 대한 가장 간단한 설명입니다." 예를 들어, 별의 경우, 우주는 표면 경계에서도 확장되지만 별의 본체는 중력과 전자기적으로 묶여 있기 때문에 확장되지 않습니다.
하지만 사건의 지평선은 수학적으로 추상적인 것으로, 물질이나 에너지로 이루어진 것이 아니라 단순히 공간의 점으로 이루어진 것입니다. 따라서 그곳에서 공간의 일정한 확장 속도는 놀라운 일이 아닙니다. 사건의 지평선 자체(따라서 블랙홀)는 확장되지 않습니다. 지평선 밖의 공간의 점들은 지평선에서 멀어지고 있습니다. 실제 블랙홀은 회전하지만 회전이 일반적으로 느리다면 Popławski의 결론은 좋은 근사치로 블랙홀에도 적용될 것입니다.
그러나 새로운 기술이 개발되지 않는 한, 사건 지평선에서 허블 매개변수를 측정하는 것은 현재 불가능합니다. 사건의 지평선에 있는 관찰자는 원칙적으로 거기에서 허블 매개변수를 측정할 수 있지만 사건의 지평선을 지나 떨어지고 있기 때문에 우주의 나머지 부분에 자신의 값을 전달할 수 없으며, 어떤 정보도 사건의 지평선을 넘어 다시 전송할 수도 없습니다. 포플라프스키는 이것이 그가 2010년에 발표한 가설과 맞아떨어진다고 말했습니다 . 즉, 모든 블랙홀은 실제로 사건의 지평선 반대편에 있는 새로운 우주로 이어지는 웜홀( 아인슈타인-로젠 다리 )이라는 가설입니다.
"사건의 지평선은 한 우주에서 다른 우주로 통하는 문입니다."라고 그는 말했습니다. "이 문은 우주의 확장과 함께 커지지 않습니다... 이것이 우주를 형성하는 블랙홀의 사건의 지평선 에 발생한다면, 그 우주의 다른 블랙홀 의 사건의 지평선에도 작동해야 합니다 ." 자세한 정보: Nikodem Popławski, Black holes in the expanding Universe, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2405.16673 저널 정보: arXiv
https://phys.org/news/2024-06-behavior-black-holes-universe.html
메모 2406271813
블랙홀의 사건의 지평선을 정의하는데 나의 msbase.ems.oss 상태를 의미한다. ms와 oss가 접속하기 직전의 oss.ems를 나타낸다.
지평선은 수학적으로 추상적인 것이며 물질이나 에너지로 이루어진 것이 아니라 단순히 공간의 점들로 이루어진 것이므로 공간의 지속적인 팽창 속도는 oss에서 2배로 실현되는 게 놀라운 일이 아니다.
사건의 지평선 자체(따라서 블랙홀)는 확장되지 않는다. 지평선 밖의 공간 지점이 지평선으로부터 멀어지고 있다. 이 의미는 vix.a가 지평선에 바짝 붙어 있는 상황에서 보면 마치 원주률 pi 개념으로 확장되는 건 지 2rpi? r2pi일 뿐이다. 사건의 지평선은 구의 표면과 유사하여 확장은 곡면의 평탄화에 속한다. 허허.
모든 블랙홀은 실제로 사건의 지평선 반대편에 있는 새로운 우주로 가는 웜홀( 아인슈타인-로젠 다리 )이라는 것이다. 사건의 지평선은 한 우주에서 다른 우주로 가는 출입구이다. 이 출입구는 우주의 팽창과 함께 커지지 않다. 만약 이것이 우주를 형성하는 블랙홀의 사건 지평선 에 대해 발생한다면, 그것은 또한 그 우주에 있는 다른 블랙홀 의 사건 지평선에도 작용해야 한다.
Memo 2406271813
My msbase.ems.oss state defines the black hole's event horizon. Indicates oss.ems just before ms and oss are connected.
Since the horizon is a mathematical abstraction and is not made of matter or energy, but simply points in space, it is not surprising that the continuous expansion rate of space is realized at twice the rate in oss.
The event horizon itself (and therefore the black hole) does not expand. A point in space outside the horizon is moving away from the horizon. This means that in a situation where vix.a is close to the horizon, does it extend to the concept of pi, as if it were 2rpi? It's just r2pi. The event horizon is similar to the surface of a sphere, so expansion belongs to the flattening of a curved surface. haha.
All black holes are actually wormholes (Einstein-Rosen bridges) that lead to a new universe on the other side of the event horizon. The event horizon is the gateway from one universe to another. This gateway does not grow with the expansion of the universe. If this happens for the event horizon of the black hole that forms the universe, it should also work for the event horizon of any other black hole in that universe.
Example 1.
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
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