Ранняя Вселенная и черные дыры В. Н. Лукаш Е. В. Михеева, В. Н. Строков со: Е. В. Михеева, В. Н. Строков Астрокосмический Центр ФИАН ОСА 25 мая 2012

Экстраполяция КСМ в прошлое Экстраполяция КСМ в прошлое Условия создания ранней Вселенной Условия создания ранней Вселенной Черно-белые дыры и космогенезис Черно-белые дыры и космогенезис

Экспериментальные основания КСМ Образование космологического потока

Моделирование структуры

Геометрия ранней Вселенной (структура метрического тензора и тензора энергии-импульса материи) Нулевой порядок диаграмма Хаббла Нулевой порядок диаграмма Хаббла Первый порядок структура Первый порядок структура S-мода () S-мода (возмущения плотности) T-мода T-мода (гравитационные волны) V-мода V-мода (вихревые возмущения ) Ранняя Вселенная детерминирована

Нулевой порядок (алгебра)

Размер Вселенной В начале радиационно доминированной стадии физический размер Вселенной превосходил фундаментальный масштаб в10 30 раз В начале радиационно доминированной стадии физический размер Вселенной превосходил фундаментальный масштаб в раз Столь большой фактор можно объяснить существованием предшествовавшей короткой стадии инфляции (γ < 1)

Причинность

S S затравка для структуры ТМ S+T+V S+T+V затравка для структуры РИ (анизотропия и поляризация) (галактики, скопления, войды..) гауссовы возмущения T/S < 0,1 Первый порядок (осцилляторы)

Квантово-гравитационное происхождение начальных космологических возмущений рождение безмассовых полей из вакуума под действием гравитационного поля Рождение материи ( Гриб, Старобинский 1970е ) Рождение материи ( Гриб, Старобинский 1970е ) Генерация Т-моды ( Грищук 1974 ) Генерация Т-моды ( Грищук 1974 ) Генерация S-моды ( В Н Л 1980 ) Генерация S-моды ( В Н Л 1980 )

Проблема генерации S и T мод космологических возмущений в модели Фридмана сводится к квантово-механической задаче об элементарных осцилляторах = k, находящихся во внешнем поле ( ) в пространстве Минковского (,x)

- поперечно-бесследовая компонента метрического тензора - суперпозиция продольной компоненты гравит. поля и потенциала скорости

адиабатическая зона (свободные колебания) Эволюция элементарных осцилляторов параметрическая зона (заморозка)

Общий результат Ожидается (T/S < 0,1): Инфляционный Большой взрыв ( < 1)

Для рождения S нужны энергии Великого объединения для генерации малого T/S нужна инфляционная ранняя Вселенная

Образование Вселенной это создание хаббловского потока Образование структуры это разрушение хаббловского потока (антиколлапс или инфляция) (коллапс: гало, черные дыры)

Инфляция не может ответить на вопросы о начальных условиях Как возникают большие плотности? Как возникают большие плотности? Как возникает косм. расширение? Какова начальная симметрия? Это вопросы космогенезиса Вселенная детерминирована, большая, существует короткий период времени (инфляция)

Космологический постулат ( universe : одн+изот) Рождение Вселенной из «ничего» («ложный» вак) Инфляция сама создает квазихаббловский поток Множественные миры ( multiverse на инфляции) Вечная инфляция (субпланковские кривизны/пло) Парадигмы космогенезиса (1) сверхбольшие кривизны/плотности (2) импульс к расширению материи Космологический постулат заменен на два других: (1) сверхбольшие кривизны/плотности (2) импульс к расширению материи

* Вселенная не одна (принцип Коперника) * Механизм гр. воспроизводства вселенных * Сингулярности черных дыр (коллапс КО) * Аналитическое продолжение в будущее интегрируемые сингулярности модели черно-белых дыр Мы исходим из того, что

Множественные вселенные образуются в Т- областях Ч/Б дыр в ходе коллапса звезд, скоплений и других компактных астрофизических систем на конечной стадии их эволюции в материнской вселенной Наша концепция космогенезиса

Ответы на вопросы (1) Сверхбольшие кривизны/плотности достигаются в процессе гравитационного коллапса (2) Импульс на расширение – инверсия коллапса Интегрируемые сингулярности в Т-областях Ч/Б позволяют продлить геодезические через r = 0 и восстановить геодезически полную геометрию Интегрируемые сингулярности в Т-областях Ч/Б позволяют продлить геодезические через r = 0 и восстановить геодезически полную геометрию (3) Квазихаббловский поток формируется из материи, рожденной квантово-гравитационным образом в Т-областях Ч/Б дыр и подхваченной инфляцией

Интегрируемые сингулярности (метрики без выколотых точек) N, Φ - действительные ограниченные функции (t,r) интегрируемая функция в r = 0

Черно-белая дыра Белая дыра (r 0) при условии конечности в

В

Осциллирующая черно-белая дыра

Приливные силы конечны

Астрогенная вселенная ABC – область однородной космологии

А Решение с инфляцией (асимптотический де-Ситтер)

Физическая природа интегрируемых сингулярностей Пока давление в звезде мало, и натяжение неограниченно нарастает

Стрела времени и естественный отбор * Единая геометрия разделена горизонтами r = 0 и r = 2GM на секторы с временной и прос. четностями * Пересечение любого из горизонтов изменяет смысл координаты r (время или пространство) * Мы принадлежим космологическому потоку материи, существующему с момента r = 0 * В докосмологическую эпоху коорд. r описывала время в Т-области родительской черной дыры * Ещё дальше она представляла собой радиальную координату пространства родительской вселенной * Генеалогическое дерево многолистной вселенной * Развиваются вселенные, в которых образуются черные дыры (осциллирующие приливы)

Выводы

начальные условия Экстраполяция космологической стандартной модели в прошлое позволила восстановить ее начальные условия (1) Сверхбольшие кривизны и плотности (2) Импульс в сторону расширения (3) Квазихаббловский поток материи

Ответы на вопросы космогенезиса (1) Сверхбольшие кривизны и плотности достигаются в процессе грав. коллапса (2) Импульс на расширение материи возникает при инверсии коллапса (3) Квазихаббловский поток формируется из материи, рожденной квантово-грав. образом в Т-области черно-белой дыры и подхваченной инфляцией

* Интегрируемую сингулярность можно сравнить с каспом, в котором плотность или натяжение материи расходится, а масса нулевая и гр. потенциал конечен * Приливные силы ограничены и все геодезические продолжаются из черной дыры в белую дыру * Масса многолистной вселенной может быть любой из-за компенсации отрицательной гр. энергией связи * Интегрируемые сингулярности напоминают машины по переработке гравитации в материю Аналитическое продолжение черной дыры в белую реализуется в классе метрик с интегрируемой сингулярностью

генераторами нового поколения вселенных являются коллапсирующие компактные объекты, завершившие свою эволюцию в родительской вселенной Астрогенная космология многолистная вселенная