Tytułowa względność Teorii Względności

 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
1
PRAWDZIWA PRAWDA O CZARNYCH DZIURACH
Rozdział V
Tytułowa względność Teorii Względności
1. Czarne Dziury MOGĄ ISTNIEĆ
2. Rozciąganie przestrzeni "kosztem czasu"
3. Stać w miejscu z prędkością światła :)))
4. Czarne Dziury NIE MOGĄ ISTNIEĆ
5. Czy astronomowie oszukują?
1. Czarne Dziury MOGĄ ISTNIEĆ
{podany tu opis ewolucji gwiazd jest tylko bardzo uproszczonym przybliżeniem prawdy}
Ciała utrzymują swoją wielkość, gdy(ż) ciśnienie wewnętrzne jest w stanie
przeciwstawić się naciskom z zewnątrz. Młode gwiazdy nie zapadają się, mimo że
ich wnętrza bardzo silnie przyciągają warstwy zewnętrzne, które z tego powodu
"mocno naciskają", gdyż młodość oznacza szybką przemianę materii (tu: reakcje
termojądrowe), a wytworzona w ten sposób bardzo wysoka temperatura powoduje
bardzo wysokie ciśnienie.
Gdy gwiazda starzeje się, temperaturowy wkład w ciśnienie maleje i gwiazda
kurczy się, tj. zewnętrzne warstwy zbliżają się do środka. Natężenie grawitacji jest
odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości od środka, więc im bliżej środka
są warstwy zewnętrzne, tym większy jest ich nacisk na wnętrze i w efekcie: im
bardziej zapadnie się gwiazda, tym bardziej chciałaby dalej się zapadać,. Z drugiej
 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
2
jednak strony, gdy coś ściskamy, to rośnie ciśnienie. Jeżeli przy zapadaniu się
gwiazdy "kolejne" wzrosty nacisku są coraz lepiej równoważone przez "kolejne"
wzrosty ciśnienia, to w końcu otrzymamy stan równowagi, czyli jakąś małą
gwiazdkę, jakiegoś karła.
W przypadku większych gwiazd należy wziąć pod uwagę następujące fakty: (a)
ciśnienie zależy od gęstości materii i ewentualnie od temperatury, nacisk
grawitacyjny zależy od masy, czyli też od gęstości, ale pomnożonej przez objętość;
(b) gdy temperatura przestaje odgrywać rolę "w tworzeniu" ciśnienia, to przy
wystarczająco dużej objętości ciśnienie[sama gęstość] będzie mniejsze niż
nacisk[gęstość*objętość] i gwiazda zaczęłaby się zapadać bez końca, (c) chyba że w
którymś momencie temperaturę zastąpi nowy czynnik, np. "twardość" cząstek
elementarnych (tak naprawdę atom składa się głównie z próżni z małym i twardym
jądrem w środku, więc atom stosunkowo łatwo jest ścisnąć; ale niech ktoś spróbuje
ścisnąć mocno jądra, brr.. :))) ). Tak więc możliwe jest, że i w tym wypadku stan
równowagi zostanie osiągnięty, choć dopiero wtedy, gdy gwiazda będzie zbudowana
nie z atomów, a z "dotykających się" jąder (gwiazda neutronowa).
Możliwe jest jednak w przypadku wielkich gwiazd, że zanim taka gwiazda
osiągnie stan równowagi, zewnętrzne warstwy znajdą się w odległości Rg od środka
(Rg=promień grawitacyjny - patrz wcześniejsze odcinki), tj. warstwy te znajdą się w
takim miejscu, w którym czasoprzestrzeń jest już tak skręcona, że czas i przestrzeń
zamieniają się rolami (odc.IV). A w takiej sytuacji i "Święty Boże nie pomoże" dalsze zapadanie się nie będzie już związane z brakiem równowagi między
naciskiem i ciśnieniem. Dalsze zapadanie się będzie wyznacznikiem upływu czasu i
jedynie "podróż w czasie" mogłaby zatrzymać kolaps (i znowu: patrz odc.IV).
Jak długo taki kolaps gwiazdy może trwać? Milion lat czy może tylko kilka
minut? Wewnątrz kuli o promieniu Rg, czyli wewnątrz Czarnej Dziury (=CD), miarą
 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
3
czasu jest odległość od środka kuli. A więc czas kolapsu będzie rzędu Rg, jeśli czas
mierzymy w metrach (1metr czasu to czas potrzebny światłu na pokonanie 1 metra
odległości). W sekundach daje to czas rzędu Rg/c (c-prędkość światła). I tak np.
gdyby Słońce z jakichś powodów zaczęło się aż tak zapadać, to czas trwania czarnodziurowego etapu zapadania byłby rzędu 3km/300000km/s czyli 0,00001 sekundy
(rząd określa nie dokładną wartość, a tylko przybliżoną liczbę zer przed lub po
przecinku). A więc nie byłyby to ani lata, ani minuty, ani nawet sekundy, tylko
malutki ułamek milisekundy. Tyle samo trwałoby wpadanie kogoś do "gotowej już"
CD (najbardziej "wystający" kawałek warstwy zewnętrznej gwiazdy można
potraktować jako obserwatora).
Gdyby Galaktyka zechciała zamienić się w CD, to czas jej istnienia wewnątrz CD
wyniósłby kilka dni. Czy nie wychodząc z domu moglibyśmy od razu stwierdzić, że
jesteśmy w CD? Nie, nie moglibyśmy, gdyż każdy istnieje wg własnego układu
współrzędnych i na nasze istnienie nie miałoby wpływu to, że ktoś gdzieś tam
uważa, iż nasz układ jest bardzo mocno obrócony względem jego układu. Prawdziwe
kłopoty zaczną się dopiero wtedy, gdy skręcenie układu współrzędnych naszej głowy
będzie znacznie różnić się od skręcenia tułowia. No, ale skręcić kark można i bez
CD :)
2. Rozciąganie przestrzeni "kosztem czasu"
[...]
Fajne, prawda? : Im ktoś jest bliżej CD, tym jest dalej od CD.
Jednak to, że X ma nieskończenie daleko do CD, wcale go nie uratuje - X nie
doczeka starości. Przecież czas mu się "zatrzymuje" ([jego czas]=[nasz
czas]*cos(90)=0) i z tego powodu ostatni kawałek drogi do CD - ten nieskończony
 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
4
kawałek - X przebędzie w zerowym czasie. Więc X nie tylko nie zdąży się zestarzeć
- on nawet nie zauważy, że wpadł.
3. Stać w miejscu z prędkością światła :)))
[...]
Jeszcze jedna ciekawostka: "Normalnie", gdy jakieś ciało oddala się od źródła
grawitacji, to jego energia kinetyczna zamienia się w energię potencjalną i z tego
powodu uciekające ciało zwalnia oddalając się od źródła grawitacji. Każdy to
chyba widział na własne oczy, np. gdy rzucał do góry kamieniem. Jednak w
przypadku ucieczki z bezpośredniego pobliża CD ciało "przyspiesza"
oddalając się od CD !!!. Co prawda tylko na początku.
[...]
4. Czarne Dziury NIE MOGĄ ISTNIEĆ
W pierwszej części tego odcinka było o tym, jak powstają CD, czyli że CD mogą
istnieć. Było nawet o tym, że ich powstanie w wyniku zapadania się gwiazdy trwa
ułamek milisekundy (CD mogą też powstać w inny sposób). Tytuł tej części sugeruje
z kolei, że CD nie mogą istnieć. Mam nadzieję, że pod koniec piątego odcinka nikt
myślący nie potraktuje tego jako logicznej bzdury (w przeciwnym wypadku byłoby
mi szkoda mojego czasu zmarnowanego na pisaninę "na darmo").
Kluczem do zrozumienia tego paradoksu jest tytułowa WZGLĘDNOŚĆ Teorii
Względności. Tyle już spraw wyglądało inaczej z punktu widzenia X-a i z naszego,
 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
5
że ... No właśnie, do jakiego stopnia wszystko może być względne? Czy sam fakt
istnienia też może być względny? Przecież w odc.IV podkreśliłem, że "względność
dotyczy jedynie interpretacji zjawisk, a nie tego, czy dane zjawisko w ogóle
zachodzi".
Aby zrozumieć "względność istnienia CD" trzeba przypomnieć sobie dialektyczną
zasadę o "ilości, która przechodzi w jakość". Istnienie CD jest faktem jakościowym,
natomiast względność interpretacji zjawisk to różnice ilościowe (w "ilości" czasu i
przestrzeni). Już łapiecie, w czym rzecz?
Jeśli nie, to zanalizujcie różnicę między "nigdy nie dotrze" i "dotrze nigdy" (w j.
angielskim tylko w Alicji w krainie czarów takie rzeczy odróżniają). Mam tu na
myśli X-a, który wystrzelił się z dużą prędkością - np. z prędkością światła - z
powierzchni CD. Czy X dotrze kiedyś do nas? Owszem, szczególnie jeśli X jest
idealną rakietą (np. światłem - patrz odc.III). Ale kiedy będzie to kiedyś?
[...]
Reasumując: Nie jest prawdziwe zdanie, że "CD nigdy nie może powstać".
Prawdziwe jest natomiast zdanie, że "CD może powstać nigdy".
Chociaż prawdziwa CD nie może wg nas powstać [...], to jednak zapadająca się
gwiazda dość szybko znika nam z oczu tak, jakby rzeczywiście stała się Czarna.
Związane jest to z omówionym wyżej przesunięciem ku czerwieni. Terminem ku
czerwieni określa się każdy spadek częstotliwości fal elektromagnetycznych, mimo
iż "prawdziwy kolor" światła kończy się na częstotliwości, którą my odbieramy jako
czerwień, a coraz bardziej "czerwone" światło nazywa się po kolei: podczerwień,
mikrofale [te od kuchenki czy radaru], fale radiowe, ..... , "praktycznie nic". Gdy
latarka leżąca na zapadającej się gwieździe będzie już bardzo blisko kuli o promieniu
Rg, to jej światło wg nas tak bardzo przesunie się ku czerwieni, że dla nas będzie
 Tomasz Gólczewski – Prawdziwa prawda o Czarnych Dziurach –Rozdział V
6
"praktycznie niczym". Ale tylko praktycznie, bo formalnie będzie to wciąż "coś",
tylko że bardzo, bardzo, bardzo "ciemno-czerwone".
W słowniku znalazłem, że najciemniejsza czerwień nazywa się BORDO. Dlatego
obiekty, które już tak się zapadły, że ich nie widać z powodu ogromnego
przesunięcia ku czerwieni, nazwałem Bordowymi Dziurami. Taka ciemna BD
stanie się w końcu prawdziwie czarną CD, ale dopiero po upływie wieczności.
5. Czy astronomowie oszukują?
NIE, w zasadzie astronomowie nie oszukują mówiąc, że istnieją CD. Dla
astronomów nie ma znaczenia, czy obserwowany przez nich obiekt jest Dziurą
Czarną czy "tylko" Bordową. Przecież dla nich/nas z daleka istnieje tylko to, co jest
na tyle oddalone od Rg, że informacja o tym czymś jest w stanie dotrzeć do nas w
jakimś sensownym czasie kilkunastu miliardów lat :)), które minęły od narodzenia
Wszechświata. To, co jest bliżej środka - w szczególności "kolor" dziury, nie ma
żadnego praktycznego znaczenia dla astronomii. Dlatego astronomowie - bez obawy,
iż ktoś zarzuci im oszustwo naukowe, za to "ku uciesze gawiedzi" (i by zdobyć
sponsorów?) - mogą mówić, że badają tajemnicze CD.
Ale chyba są tacy, którzy chcieliby znać Prawdziwą Prawdę. To dla nich jest mój
tekst. Czyż nie jest ciekawe to, że CD może powstać, ale nigdy, tj. w ułamku
sekundy, ale trwającym całą wieczność?
 Tomasz Gólczewski