Tại sao vụ nổ lớn không chỉ tạo ra một lỗ đen lớn?

Những câu hỏi tôi thường thắc mắc về:

1) Nếu tất cả vật chất và năng lượng tập trung tại một điểm tại vụ nổ lớn, tại sao đó không phải là một lỗ đen, hoặc tại sao nó không tạo thành một?

2) Nếu lý do số 1 ở trên không tạo thành lỗ đen là một trong nhiều cách giải thích như lạm phát hoặc bất cứ điều gì khác, thì tại sao tất cả khối lượng và năng lượng không tạo thành một lỗ đen lớn vào một thời điểm hữu hạn sau vụ nổ lớn này đã xảy ra? Chẳng hạn, tôi (có thể không chính xác) nghe nói rằng lạm phát làm cho vũ trụ có kích thước bằng một quả cam. Vậy tại sao nó không tạo thành một lỗ đen? Hoặc một khi vũ trụ mở rộng, kích thước của mặt trăng. Tại sao không? Chỉ cần chèn bất kỳ kích thước hợp lý nào bạn muốn thay cho "màu cam" hoặc "mặt trăng". Câu hỏi đặt ra là tại sao không phải là một lỗ đen hình thành từ tất cả các vật chất và năng lượng sau vụ nổ lớn?

Cảm ơn.

Vấn đề của bạn về cơ bản xuất phát từ việc cố gắng áp dụng logic lỗ đen Schwarzchild, các giả định trong đó bị vi phạm tối đa khá nhiều tại vụ nổ lớn.

Những điều sau đây là đúng ở vụ nổ lớn và vi phạm logic hình thành lỗ đen thông thường.

Sự kiện xảy ra ở mọi nơi trong không gian, không thực sự là một điểm. Đặc biệt, năng lượng được phân phối đồng đều ở mọi nơi. Do đó, tiềm năng hấp dẫn ròng gần bằng không, và không có điểm nào mà mọi thứ có thể sụp đổ. Hơn nữa, vì mọi thứ ở khắp mọi nơi, không có khoảng trống chân không (trong một không thời gian phẳng, không kém) bên ngoài khu vực sụp đổ. Và hơn nữa, mọi thứ đang chuyển động nhanh chóng, đang ở trạng thái rất phấn khích và không ở trạng thái cân bằng nhiệt (cho đến khi lạm phát xảy ra, và sau đó mọi thứ quá loãng và bị ngắt kết nối để sụp đổ hàng loạt).

Đối với những gì chúng ta có thể mô tả vũ trụ tại thời điểm , chúng ta không có ý tưởng. Thuyết tương đối rộng có một điểm kỳ dị giống nhau ở đó, và sau đó nó không thể nói bất cứ điều gì ngoài điều đó. Người ta hy vọng rằng thuyết tương đối rộng không phải là một mô tả chính xác về không thời gian trong thời kỳ tiền lạm phát, phần lớn bởi vì cơ học lượng tử đưa ra những tác động đáng kể trong những điều kiện đó, và người ta biết rằng hai lý thuyết này không tương thích.$t=0$

Chỉnh sửa:

Câu hỏi này đã được hỏi về vật lý SE nhiều lần.

/physics//q/20394/55483

/physics//q/3294/55483

/physics//q/26435/55483

Có lẽ các câu trả lời sẽ được chiếu sáng.

Lỗ đen là một vùng không thời gian được ngăn cách bởi một chân trời sự kiện, điều đó có nghĩa là không có tín hiệu nào từ bên trong có thể truyền ra bên ngoài, bất kể người ta chờ đợi bao lâu. Tại địa phương, không có gì đặc biệt về chân trời sự kiện; nếu bạn rơi vào một lỗ đen, không có gì đánh dấu rằng bạn đã vượt qua và không có thử nghiệm cục bộ nào (ngắn về không gian và thời gian) sẽ cho bạn biết rằng bạn đã cam chịu. Quan sát khái niệm quan trọng nhất ở đây là "phương tiện" lỗ đen "được xác định không phải bởi các điều kiện địa phương, mà bởi cấu trúc không thời gian ở quy mô lớn hơn.

Điều đó có nghĩa là suy nghĩ về các lỗ đen về cơ bản được xác định bởi một số mật độ cụ thể là một sai lầm. Đây mang ra nếu bạn nhìn vào mật độ của một trường hợp đơn giản của một hố đen Schwarzschild: các lớn hơn lỗ đen là, ít dày đặc đó là (mặc dù cho khối lượng, hãy cẩn thận áp dụng). Không có "điểm mật độ" kỳ diệu cho các lỗ đen; liệu một cái gì đó có hoặc không hình thành một lỗ đen được xác định bởi các điều kiện không thời gian toàn cầu.

EDIT : @zibadawa timmy điểm liên quan đến tính đồng nhất là rất phù hợp. Vì tất cả các điểm trong không gian là tương đương nhau, không có điểm đặc biệt nào xung quanh mà một chân trời sự kiện tuyệt đối có thể hình thành để bao bọc nó theo cách độc lập với người quan sát, và do đó không có lỗ đen. Đây là điểm khác biệt quan trọng nhất trong đó không thời gian cấu trúc quy mô lớn trong các giải pháp Big Bang rất khác so với các kịch bản sụp đổ của sao.

1) Nếu tất cả vật chất và năng lượng tập trung tại một điểm tại vụ nổ lớn, tại sao đó không phải là một lỗ đen, hoặc tại sao nó không tạo thành một?

Vật chất và năng lượng không cần thiết tập trung tại một điểm. Chỉ có vũ trụ học Big Bang mà thậm chí tương tự hoàn toàn khả thi là những vũ trụ liên quan đến một vũ trụ kín, mà chắc chắn không phải là tất cả chúng. Nhưng đó là một quan niệm sai lầm riêng biệt.

Nhưng theo như chúng tôi biết, mật độ địa phương tại mọi điểm đã phân kỳ đến vô cùng trong quá khứ hữu hạn. Vì vậy, nó vẫn làm cho tinh thần để hỏi tại sao không rằng nguyên nhân sự hình thành của một hố đen. Nhưng câu trả lời rất đơn giản: không phải vì không có lý do gì để làm như vậy, vì cường độ của mật độ địa phương không liên quan.

Câu hỏi đặt ra là tại sao không phải là một lỗ đen hình thành từ tất cả các vật chất và năng lượng sau vụ nổ lớn?

Chúng ta không cần một cơ chế đặc biệt để ngăn chặn nó bởi vì không có lý do chung nào khiến nó trở thành một lỗ đen ngay từ đầu.

Tôi đủ điều kiện với 'tướng' ở đây bởi vì có một ý nghĩa trong đó vũ trụ học vũ trụ khép kín giống như bên trong lỗ đen, và toàn bộ vũ trụ thậm chí có thể hồi tưởng như một Big Crunch , mô phỏng theo kiểu sụp đổ sao bình thường hơn vào một lỗ đen. Big Crunch bị loại trừ theo kinh nghiệm khi phát hiện ra rằng sự mở rộng vũ trụ đang tăng tốc.

Do đó, một lần nữa, nó có hình thành (một cái gì đó giống như) một lỗ đen hay không phụ thuộc vào cấu trúc không thời gian quy mô lớn, tuy nhiên mật độ cục bộ không lớn hay nhỏ.

Những gì các nhà khoa học nói, đó là khối lượng không tồn tại trong lần đầu tiên nó là năng lượng thuần túy và lạm phát xảy ra ở tốc độ rất cao (gấp 50 lần tốc độ ánh sáng) nên ngay cả khi các hạt và khối lượng xuất hiện (chưa đến 1 tỷ năng lượng được chuyển đổi thành khối lượng, vật chất và chống vật chất sau: E = mc ^ 2) có tốc độ giãn nở rất cao, do đó Hydrogen và Helium hình thành trong các tỷ lệ (75% H, 25% He và rất ít Li ) nhưng không có yếu tố nào nặng hơn nói rằng các nhà khoa học, mật độ giảm nhanh và đồng đều (tính theo phút do tốc độ mở rộng), mặt khác, một Hố đen đòi hỏi mật độ khối lượng rất cao để hình thành.

Vì vậy, điều xảy ra là các điều kiện ban đầu rất khác so với một ngôi sao / siêu tân tinh lớn và dẫn đến các kết quả khác nhau.

Một lỗ đen được tạo ra bởi, giả sử, sự sụp đổ của một ngôi sao có một khoảng trống ở một bên và vật chất di chuyển theo một hướng (về phía trung tâm) ở phía bên kia ngày càng dày đặc hơn khi thời gian trôi qua.

Vụ nổ lớn thể hiện gần như hoàn toàn ngược lại - tất cả các vật chất được bao quanh bởi một lượng vật chất dày đặc như nhau và tất cả các vật chất đang di chuyển ra xa nhau. Trong một vũ trụ đồng nhất như vậy, không có gì để gây ra sự sụp đổ đơn lẻ.

Rất lâu sau, khi mật độ và tốc độ mở rộng thấp hơn, có khả năng chuyển động ngẫu nhiên thu thập đủ khối lượng để tạo ra một lỗ đen ... tuy nhiên, trong trường hợp này có lẽ bạn đang nói về hàng tỷ lỗ đen - mà bây giờ sẽ là vô số lỗ đen rất lớn.

Ai nói nó không tạo ra một lỗ đen lớn?

Chúng ta rất có thể sống trong một lỗ đen lớn. Nếu bạn áp dụng khối lượng giả thuyết của Vũ trụ của chúng ta vào phương trình bán kính Schwarzschild , bán kính kết quả sẽ không quá xa (theo thứ tự độ lớn) cho bán kính quan sát được của Vũ trụ nhìn thấy được. Thật vậy, cái mà chúng ta gọi là "Vụ nổ lớn" có thể chỉ đơn giản là sự hình thành "vũ trụ lỗ đen" của chúng ta từ một ngôi sao trước đó trong một vũ trụ khác (do đó là lý thuyết về "Đa vũ trụ"). Điều đó giải thích ít nhất tại sao Vũ trụ của chúng ta là hữu hạn , nhưng ánh sáng hoặc vật chất rõ ràng không thể thoát khỏi nó.

Điều này lần đầu tiên được đề xuất ít nhất 45 năm trước ( ở đây ), tôi không biết tại sao nó không phổ biến hơn, vì nó rất hấp dẫn. (Nếu bạn sống ở một quốc gia nghèo - tôi tin rằng khoa học nên phổ quát, và không chỉ dành cho người giàu - tôi khuyên bạn nên sử dụng khoa học viễn tưởng , như ở đây .)

Các câu trả lời cho câu hỏi này giải thích ý tưởng chi tiết hơn.