質問:
ブラックホールの質量と半径の関係、そして私たちの宇宙の
Rodrigo
2014-01-16 04:15:07 UTC
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既知のブラックホールのグラフがあり、X軸に推定質量、Y軸に推定半径がありますか?もしそうなら、どこでそれを見つけることができますか?私たちの宇宙の推定質量全体を含む黒い全体が私たちの宇宙の推定半径を持っているかどうかを知りたいです(つまり、私たちの宇宙はブラックホールである可能性があります。そのため、光はそれを逃れることができず、「有限」に見えます。

今日、私は1972年にこの仮説を提案する記事を見つけました:http://www.nature.com.sci-hub.cc/nature/journal/v240/n5379/pdf/240298a0.pdf
hっtp://sしーふb。tw/hっtp://wっw。なつれ。こm/なつれ/じょうrなl/v240/ん5379/pdf/240298あ0。pdf
あなたの基本的な考えは宇宙がブラックホールの中にあるということなので、私は[この質問と答え](https://astronomy.stackexchange.com/questions/10921/is-our-universe-included-inside-a-black -hole?rq = 1)は、ブラックホールにいない理由を説明しています。 PhysicsSEに関する質問へのリンクもあります。
@StephenG以前に質問された場合、どのようにして私の質問を重複させることができますか?あなたが提供したリンクを見ていきます、ありがとう。
@StephenG私たちの宇宙はブラックホールであり、「内部にある」のではないかもしれないと私は言いました。それは同じことではないと思います。そして、結果はすべて同じ桁数です。これらすべての数値がせいぜい良いアプローチであり、ブラックホールとしての私たちの宇宙が私たちの宇宙内のブラックホールが従うのと同じ規則に従う必要がないと仮定し、またダークエネルギーが「ちょうど昨日」発見されたことを考えると、私はしません。この仮説はまだ破棄されるべきだと思います。
別の情報源:https://www.nationalgeographic.com/news/2010/4/100409-black-holes-alternate-universe-multiverse-einstein-wormholes/または元の論文の権利:https://www.sciencedirect。 com / science / article / abs / pii / S0370269310003370
もう1つ:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1475-7516/2016/02/064
もう1つ:https://sci-hub.tw/https://doi.org/10.1038/232440a0
二 答え:
#1
+7
Stan Liou
2014-01-16 06:52:42 UTC
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標準のΛCDM宇宙論モデルによると、観測可能な宇宙の密度は約$ \ rho = 2.5 \!\ times \!10 ^ {-27} \; \ mathrm {kg / m ^ 3} $は、約$ \ Lambda = 1.3 \!\ times \!10 ^ {-52} \; \ mathrm {m ^ {-2}} $の宇宙論的定数で、空間的に非常に平坦です。現在の適切な半径は約$ r = 14.3 \、\ mathrm {Gpc} $です。

これから、観測可能な宇宙の総質量は約$$ M = \ fracであると結論付けることができます。 {4} {3} \ pi r ^ 3 \ rho \ sim 9.1 \!\ times \!10 ^ {53} \、\ mathrm {kg} \ text {。} $$宇宙全体が回転せず、帯電していない、これをシュヴァルツシルトのブラックホールと比較するのは自然なことです。このようなブラックホールのシュワルツシルト半径は$$ R_s = \ frac {2GM} {c ^ 2} \ sim 44 \、\ mathrm {Gpc}。$$まあ!観測可能な宇宙よりも大きい。

しかし、シュワルツシルト時空の宇宙定数はゼロであるのに対し、私たちの時空は正であるため、代わりにこれをシュワルツシルトドシッターブラックホールと比較する必要があります。 SdSメトリックは、Schwarzchild1に$$ 1- \ frac {R_s} {r} \ quad \ mapsto \ quad1- \ frac {R_s} {r}-\ frac {1} {3} \ Lambda r ^ 2によって関連付けられています。 、$$そして私たちの値には$ 9 \ Lambda(GM / c ^ 2)^ 2 \ sim 520 $があります。ブラックホール事象の地平線と宇宙論的地平線は、$ 1 $に近づくと、$ r $座標で近づくため、この量は重要です。これは、特定の正の宇宙定数に対してSdSブラックホールの可能な最大質量を作成する条件です。私たちの$ \ Lambda $の場合、その極値制限は$ M_ \ text {Nariai} \ sim 4 \!\ times \!10 ^ {52} \、\ mathrm {kg} $を与え、観測可能な宇宙の質量よりも小さくなります。

結論として、観測可能な宇宙の質量はブラックホールを作ることができません。


まあ、私たちは暗黒物質を完全には理解していませんね?そして、私たちが「黒いエネルギー」を発見したのはちょうど「昨日」でしたね。

宇宙定数を持つGTRが正しければ、計算の基礎となる重力効果を知るために「完全に理解」する必要はありません。 GTRが間違っている場合、それはもちろん可能ですが、ブラックホールの類似物に住んでいる可能性があります。しかし、質問に答えるために私たちがどの重力理論を使用したいかはかなり不明確です。一般に受け入れられようとしている遠隔競争理論はありません。

私たちの大きな無知の観点から、14.3Gpcと44Gpcは1桁も離れていないと思います。これは良いことだと思います。近似。

実際、その計算のポイントは、少なくとも一応のもっともらしいことを示すことでした。シュワルツシルト半径の計算はブラックホールを除外しません-まったく逆です。ただし、上記で説明した理由からも適切ではありません。より関連性の高いものは、実際には1桁以上離れた質量を持ち、一貫性がありません。したがって、Λを使用したGTRが正しい場合、ΛCDMエラーバーはそれほど悪くないため、可能性は低くなります。

ただし、それでも「十分に近い」と見なしても、それだけでは意味がありません。欲しいです。観測可能な宇宙のすべての質量がどのようなブラックホールを作るかという問題は、もしあれば、私たちが1つに住んでいるかどうかとはまったく異なります。黒の仮説はさらに大きくする必要があります。

ただし、GTRが正しくない場合でも、不確かな最大のポイントは宇宙定数です。仮定のブラックホールの外で非常に異なる条件を持つことが許されている場合でも、それは可能ですが、せいぜい非常に投機的な物理学に入り、最悪の場合は推測を完了します。

主流の物理学を条件とする上記の答え。それがあなたの望むものでないなら、「私たちは知らない」以外に一般的な答えはあり得ません。それほど興味深いものではありませんが、それは常に可能性です。

さて、私たちは暗黒物質を完全には理解していませんね?そして、私たちが「黒いエネルギー」を発見したのはちょうど「昨日」でしたね。私たちの大きな無知の観点から、14.3Gpcと44Gpcは1桁も離れていないと思います。これは良い近似だと思います。同じことが9.1×10 ^ 53kgと4×10 ^ 52kgの数字にも当てはまります。私たちが実際に別のより大きな宇宙に浮かぶブラックホールの中に住んでいることは不可能ではありません...私には美しい神話のように聞こえます。
#2
+6
Gerald
2014-01-16 04:57:38 UTC
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ブラックホールのシュワルツシルト半径は、おそらくあなたの質問に最も近いものです。

$$ r_s =(2G / c ^ 2)\ cdot m \ mbox {、with} \ 2G / c ^ 2 = 2.95 \ \ mbox {km} / \ mbox {solar mass}。$$これは、与えられた質量のシュワルツシルト半径がその質量に比例することを意味します。宇宙はブラックホールの近くで非常に非ユークリッドであるため、物理的な意味であまりにも文字通りに解釈されるべきではありません。

地球から見た、目に見える宇宙の現在の(光の移動)半径:$$ 13.81 \ cdot 10 ^ 9 \ \ mbox {lightyears} = 13.81 \ cdot 10 ^ 9 * 9.4607 * 10 ^ {12} \ \ mbox {km} = 1.3065 \ cdot 10 ^ {23} \ \ mbox {km}。$$したがって、光旅行シュワルツシルトのブラックホールを取得するには、$$ 1.3065 \ cdot 10 ^ {23} \ \ mbox {km} / 2.95 \ \ mbox {km} = 4.429 \ cdot 10 ^ {22} $$太陽質量が必要です。目に見える宇宙の半径、目に見える宇宙について推定された星の数にかなり近い(大きさのオーダーで)。

ウィキペディアの著者は同様の結果を得る:「観測可能な宇宙の質量はシュワルツシルト半径約100億光年」。

うわー!ありがとうございました!それは本当に素晴らしいです!私たちはブラックホールの中に住んでいるようです、おそらく...
少しびっくりしました。最初に私はブラックホールはもっと小さいはずだと思いましたが、そうではありません。しかし、ブラックホールの半径に加えて、同等の「半径」につながる一般相対性理論の場の方程式の解があるかもしれません。
@Geraldそれで、宇宙の直径を持つブラックホールの平均密度は、私たちの宇宙の密度とほぼ同じで、ほとんど真空ですか?
はい。ブラックホールがユークリッド距離と同じ質量で満たされた空間に置き換えられていると考えると、密度の合理的な定義が得られます。
少し考えた後の最初の瞬間を見るほど驚くことではありません。宇宙のスナップショットは、シュヴァルツシルトの「直径」2 /のブラックホールとほぼ同じように、光が観測可能な宇宙の直径とほぼ円を描くようにします。円の直径の3。
はい、関係する直径に関係なく。たぶん、それぞれの新しいブラックホールの中で、いくつかの確率変数がシャッフルされ、美しさのフラクタルで新しいルールが発生します。ブラックホールが宇宙であり、宇宙がブラックホールであるかのように...
最初の回答(上記)には、エラーがあります。1光年は9.46 x 10 ^ 15メートルであり、9.46 x 10 ^ 12ではありません...このエラーは、結果の質量計算を串刺しにし、結論に疑問を投げかけます。 ....。
9.46 x 10 ^ 15メートルは9.46x 10 ^ 12キロメートルです。それにもかかわらず、チェックしてくれてありがとう!


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