Zpět na obsah

/07/ DALŠÍ DEFINICE ROZLOŽENÍ HMOTY V KOLAPSARU

Zde se pokusím ještě dalšími způsoby definovat zadání rozložení hmoty v kolapsaru, protože to je základ všech úvah. Mohl bych model kolapsaru vysvětlovat odjinud, ale nepůsobilo by to dobře.

DEFINICE POLOPATICKÁ: Je nejsnadněji pochopitelným předpisem proč kolapsar není čd ale říká toho nejméně. Aby díra nevznikla, mohu snadno zadefinovat zcela natvrdo třebas takto:

Lze říci, že k horizontu nutně dorazíme, když se budeme v centrálním grav. poli blížit k jeho zdroji, aniž budeme po cestě míjet nějakou hmotu, toto pole generující. (To by mohla být definice čd pro případ ve vakuu.) To ještě neznamená, že když nějakou míjet budu, tak mám po starosti -záleží na tom, kolik té hmoty bude, či přesněji, kolik jí zbude (důraz na písmenko z) pod námi v závislosti na naší poloze. Když jí zbude tolik, že k*m=rg se rovná naší souřadnici r, jsme právě na horizontu. Když jí minu tolik že bude všude k*m(r) menší než moje r, byť by to splnění nerovnosti bylo jakkoliv těsné, může jít o případ pohybu v kolapsaru. V tom případě je nutné doplnění o těsnosti, pouhá nerovnost by mohla být i popisem situace při kopání studny, či pohybu v poli libovolného tělesa.

DEFINICE PODLE FIKTIVNÍCH HUSTOT. Fiktivní hustotou myslím takovou hustotu kdy nějaké zevně počítané množství hmoty vztahuji k objemu, který se vlivem gravitační dilatace jeví vnějšímu pozorovateli jinak velký, než činí skutečně. Tak mohu popisovat rozložení ze stanoviska vnějšího pozorovatele. (Naproti tomu když vztahuji hmotu v lokálním množství k objemu, jaký zaujímá ve své vztažné soustavě - to je hustota reálná.)

Budu uvažovat hustotu v kolapsaru jako funkci poloměru a ne nějaký globální průměr. (U černých děr se užívá hustota jakožto celková průměrná a samozřejmě je fiktivní, protože je vztažena na objem, jaký by měla v rovném prostoru prostá koule o poloměru Rg. Navíc je děláním průměru mezi nulou a nekonečnem. Aby toho nebylo dosti, je zde ignorován fakt lokálního zmnožení hmoty, který nejde rozumně definovat pro hmotu pod horizontem. Pro to vše je její fyzikální smysl sporný, ale definovat u čd hustotu nějak lépe stejně nelze.)

Vzhledem k předpokladu kulové symetrie mě bude zajímat fiktivní hustota kulové slupky. Nejdříve definuji fiktivní hodnotu mezní:

Představme si, že by při kolapsu do čd horizont rostl postupně akrecí z nulového rozměru a každý elementární kus hmoty by se zastavil právě přesně na r, které bylo souřadnicí horizontu v okamžiku akrece. Tím není řečeno, že by hmota mohla takto opravdu kolabovat, jde o idealizaci pro účel této definice. Budiž takto definovaná fiktivní hustota nazvána mezní: ró(r)mez. Pak vlastní zadání průběhu fiktivní hustoty kolapsaru v závislosti na poloměru pro všechna vnitřní r bude znít takto:

ró(r) s postupem času limituje zdola k ró(r)mez, ale rovnosti nikdy nedosáhne.

Rovnost by znamenala, že všechna hmota by se nacházela na horizontu, i když každá na jiném Rg, všechny vnitřní sféry by byly horizontem, který by tedy měl oproti černé díře se singularitou patrně ještě o jednu dimenzi víc -hrozná představa. Skutečné vnitřní rozměry (tj měřeny v klidové soustavě vzhledem k těžišti) by byly nekonečné a skutečná hustota (registrovaná vnitřním pozorovatelem) nulová. Sebemenší odchylka od rovnosti (při menším ró(r), než mezním samozřejmě) pak znamená přechod do situace, kdy vnitřní rozměry jsou konečné a horizont reálně neexistuje. On tam opravdu nebude, při kolapsu do rozložení o takovémto charakteru se nevytvoří.

Tato hustota bude obdobně jako průměrná hustota čd klesat se čtvercem poloměru. Vychází tedy v centrálním bodu formálně fiktivní hustota limitující k nekonečnu, ale nejde o obdobu singularity, protože množství hmoty v tom bodu obsažené, je stejně formálně nulové. (Původně jsem si myslel, že na to, co zde po náznaku singularity zbude by se mohl snadno uplatnit efekt "kvantového rozmazání" o jehož aplikovatelnosti na masivní singularitu lze mít pochyby, ale to nebude potřeba. Spíše je reálné očekávat, že se centrální zhuštění rozpustí a oblast centra bude homogenní. Dokonce může být homogenní téměř celý vnitřek kolapsaru. Tedy konstantní reálná hustota. To ale záleží na dost jemných detailech stability reálného kolapsaru, viz pozdější kap.)

Co tahle definice při popisu z hlediska vnějšího pozorovatele vlastně znamená? Rozměry všech pomyslných elementárních slupek budou nepatrně větší, než velikost černé díry o stejné hmotnosti, jako hmotnost, uzavřená touto slupkou. Všechny slupky budou při pohledu shora jakoby viset těsně nad horizontem. Ale on tam žádný nebude. Místo něho bude nižší slupka a tak dál až doprostřed.

Oproti úloze "Z=?" (viz níže) je zde opuštěn požadavek na Z=konst. podle r, a podmínka o nepřímé úměře hustoty čtverci r je splněna s jistou nenulovou relativní chybou, či lépe řečeno odchylkou, blížící se nule. Tato odchylka může být pro každé r jiná. Tím je tento model obecnější. Při zcela nulové odchylce pro všechna r, by to teoreticky přešlo ve stejný případ, jako položením Z=1, tedy vzniku černé "super díry". (Dávám jí jiný název, abych ji odlišil od díry Schwarzchildovy, protože se od ní liší uvnitř, i když ne navenek.

DEFINICE ROZLOŽENÍ HMOTY POMOCÍ PARAMETRU "Z" Zadání: Mějme sféricky symetrický STATICKÝ shluk hmoty o celkové hmotnosti m. Nechť platí, že vnitřní fiktivní hustota bude na slupce o poloměru r vždy nepřímo úměrná druhé mocnině poloměru r. (definice fiktivnosti výše, ale je to prostě formální hustota z vnějšího pohledu)

Tedy ró(r)=nějaká-konst/r^2 a ta konst je stejná pro celý shluk.

Pak bude platit, že množství hmoty, obsažené v nějaké vnitřní sféře je úměrné poloměru té sféry. S přírůstkem dr vzroste formální objem úměrně druhé mocnině poloměru, k němuž ten dr přidáváme. Současně je v tomtéž místě hustota nepřímo úměrná druhé mocnině r . Přírůstek hmoty s dr jako součin tohoto objemu, hustoty v něm a dr nebude záviset na r a bude tedy konstantní v celém vnitřku až do velikosti sféry, odpovídající celkové m . Celkovou m je dána velikost objektu a pro větší r je hustota nulová.

Takže r=K*mr kde mr je hmotnost vnitřní sféry o poloměru r: mr=m*(r/rmax)

a potom rmax=K*m kde K=k/Z a k=2m*G/c^2

V případě Z=1 tedy dostáváme vztah pro rg černé díry v závislosti na její hmotnosti m . Parametrem Z se tedy vztahujeme vzhledem k čd. Poloměrem budiž myšlena Schwarzchildovská souřadnice slupky. Podstatné a pro účel výkladu dostačující jsou zde vlastní vzdálenosti. A samozřejmě budu užívat pro popis všechny ostatní veličiny jako vlastní=skutečné.

Parametr Z=<0;1>, jako "míra, resp. součinitel zkolabovanosti" udává, kolikrát je na vnější slupce (ale i na všech ostatních) menší hustota, než MEZNÍ hustota, při níž by se stal celý shluk (nebo jeho libovolná vnitřní část) černou dírou. Také kdekoli uvnitř ró(r)=ró mez(r)*Z

ró mez(r) by byla fiktivní hustota slupky o poloměru r v černé díře, kdyby se při postupném růstu horizontu černé díry akrecí z nulové velikosti Rg zůstal každý elementární přírůstek hmoty na tom poloměru, který byl horizontem v okamžiku jeho akrece. Čili stručně řečeno hmota by se při kolapsu zastavila na horizontu. Tedy ne, že by přímo takto mohla hmota opravdu kolabovat, to je jen idealizace pro účel definice v tomto výkladu a příkladu.

Když při porovnávání určitého případu s případem mezní hustoty k sobě přiřadím slupky, které uzavírají stejnou hmotnost, tak ten poměr Z bude stejné číslo pro všechny přiřazené slupky, nejen na té vnější slupce, protože ta ró mezní fiktivní je taky nepřímo úměrná čtverci r . To je dobré k tomu, že mohu považovat to Z za parametr, který mi globálně popisuje cosi jako míru zkolabovanosti objektu jako celku. Je to ovšem velmi speciální a umělý parametr, který zavádím pouze pro tento příklad.

A nyní mohu zkoumat, co se děje, když se bude parametr Z měnit od nuly do jedné. Nejde o dynamické věci, je to stále statické, ale o funkční závislosti. K nule se blížícímu Z zřejmě odpovídá hodně rozptýlený oblak hmoty m o velikosti rmax rostoucí nad všechny meze a pro jeho gravitační popis by platila Newtonova limita. Naopak k jednotce se blížící Z znamená, že se blížíme k mezi, na niž vzniká černá díra. Byla by to dost speciální superdíra s nekonečnými vnitřními rozměry a jednou dimenzí horizontu navíc, protože podmínka pro vznik horizontu by byla s dosažením z=1 splněna na všech vnitřních r najednou a ne jen na Rg, jako u obvyklé čd se singularitou. Ale je to taky jen idealizace. A navenek by vypadala obyčejně a měla by samozřejmě rozměr Rg=k*m

1) A teď se zajímejme, jaký bude mít Z vliv na skutečnou (vlastní) velikost vzdálenosti L z vnějšího okraje doprostřed.

Pro Z, blížící se nule je vzhledem k platnosti Newtonova. popisu tato vzdálenost L(Z->0) totožná s rmax a bude zřejmě nepřímo úměrná parametru Z. Tento případ není zajímavý.

Pro Z, blížící se (zdola) jednotce se bude rmax blížit (shora) k Rg, ale vlastní vzdálenost doprostřed, (měřitelná např ideálními tyčemi) bude postupně stále výrazněji dilatována. Činitel dilatace se bude s hloubkou zvyšovat, ale pro účel tohoto výkladu stačí chápat, že bude s limitací Z k jedné růst k nekonečnu v celém rozsahu vnitřních r .

L pro Z=>1 tedy bude Rg*téměř nekonečno. A pro Z=1 to bude nekonečno rovnou, i když samozřejmě tento případ je taky nezajímavý, protože není reálný. Zajímavé to je pro hodnoty Z mezi nulou a jednotkou, protože funkce L(Z) tam nejen nabývá konečných hodnot, ale evidentně pro jistou hodnotu Z=Zmin dokonce lokálního minima. Kolik to asi je? Ale to je vlastně taky jedno. Opravdu zajímavé pro výklad modelu kolapsaru to bude pro Z těsně se blížící jednotce.

2) Jak je to se skalárním potenciálem a intenzitou gravitace v tomto shluku? Zřejmě dokud bude Z menší, než jedna, nemůže nikde potenciál překročit -0.5*c^2. Z toho plyne dost jasně, že této mezi se to v jednotce bude přesně rovnat, když to budeme chápat jako limitu.(Proto je zde stane horizontem celý vnitřek; rovnost potenciálu mezní hodnotě je jednou z definic horizontu.) I když pro Z=1 dostáváme černou díru, nebude to obvyklá černá díra. Navenek se to sice nepozná, ale díky nesingulárnímu rozložení hmoty budou jiné vlastnosti vnitřku.

Pro reálná Z, blížící se k jedné (z vnitřku intervalu 0;1) je tedy skalární grav. potenciál funkce s hloubkou rostoucí, ale stále pomaleji se ploužící k hodnotě -1/2*c^2, kterou ale ani v centru nedosáhne. Proto dilatační součinitel roste do velké, ale konečné výše a současně intenzita gravitace, coby gradient, tj. zde derivace z tak pomalu rostoucího potenciálu podle elementu r, (který naopak roste moc,) půjde pro vnitřní r k nule. Pouze těsně nad povrchem shluku může být intenzita taková, jako v blízkosti horizontu černé díry, protože nad povrchem bude pole popisováno stejně, jako nad čd.

Takže na zúčastněnou hmotu, vyjma povrchové vrstvy bude působit přitažlivá síla, která při limitaci Z k jedné (a shluku k černé díře) bude limitovat k NULE. Ejhle, kdybych vznik tohoto rozložení nějak zajistil, už by to zůstalo stabilní. Alespoň zvenku a kromě vrchní vrstvy.

Našel jsem tedy pro jedno netriviální rozložení hmoty (ne se singularitou) cosi, co by se mohlo podobat "poklesu síly interakce k nule na malých škálách". Tou malou škálou je pro partikuli dané m její Rg, (což by mohlo být opravdu málo pro malé hmoty). Ale pozor, jen při pohledu zvenku -zevnitř to je nekonečno. Tím poněkud odbočuji, prakticky je spíše na místě pokusit se zdůvodnit mechanismus kolapsu do zadaného rozložení, (to lze, pokud netrváme na tom, aby bylo Z=konst podle poloměru) a ošetření vrchní vrstvy (to lze taky, viz dále). Když se to osvětlí, lze na tomto základu vysvětlit gravitační strukturu vesmíru v kosmologickém měřítku, co bylo před Velkým třeskem, proč je nastavena hustota těsně ke kritické atd.

DEFINICE FALEŠNÉHO HORIZONTU kolem skutečného. Tohle je jen pomocná definice, kde si pro účel názornosti na chvíli vypůjčíme jako základ vnitřní černou díru. To je ve výkladu odbočka. Jinak černé díry se v mé teorii kolapsaru nevyskytují. Pokud je o nich zmínka, pak jen pro porovnání. Na této úvaze bude vidět taky to, že kolapsar nakonec ani nemůže obsahovat čd uvnitř, protože -jakmile by tam jednou byla, vše by pohltila, protože její horizont není dost dobrým nosičem čehokoliv jiného než vakua a HZ, byť u Rg zesíleného dle úvodní úvahy .

Uvažme možnost, jak shora do těsné blízkosti horizontu již existující čd uložit hmotu tak, aby mi přítomnost této hmoty dilatovala vzdálenost k tomuto horizontu (třebas z fotonové orbity) tak, aby mohla růst přes všechny meze. Pochopitelně je jasné, že pokud bude těsnost uložení nějaké hmoty u horizontu limitovat k nule, budou růst přitažlivé síly nad všechny meze, ale teď chci ukázat souvislosti mezi tímto rozložením a důsledky pro dilataci r .

Definuji, že hmota by se postupně ukládala tak, aby z hlediska vnějšího pozorovatele prakticky splývala s horizontem, takže slupka o ELEMENTÁRNÍ, čili k nule limitující hmotnosti dm - (to proto, že kdybych počítal s konečně velkými přírůstky, dostaly by se při jisté míře těsnosti uložení pod horizont) -by vytvořila sféru o rozměru původní Rg plus k*dm*epsilon, kde epsilon by vyjadřovalo míru "nedokolabovanosti" a limitovalo by shora k jedné.(vlastně by epsilon odpovídalo převrácené hodnotě od Z, přesněji řečeno Z(r), jako funkci souřadnice r .)

Na to by se nabalila další pomyslná slupka hmoty, která by limitovala už k tomu zvětšenému r . A tak dál pro všechny slupky pro ono celkově přidané množství hmoty. Co dostanu? Z vnějšího pohledu černou díru o původním poloměru Rg, která má okolo sebe obal o tloušťce nepatrně převyšující k*m přidané hmoty s chybou jdoucí k nule, takže to vypadá skoro stejně, jako by ta hmota spadla pod horizont a o součin k*m, resp. 2km/c^2 ho zvětšila. Ale- žádná přidaná hmota se nedostala opravdu pod horizont a to, co vidím zvenku se jako zvětšený horizont pouze tváří, protože se stejnou relativní chybou vnějšího rozměru R obalu od velikosti Rg pro stejnou celkovou hmotnost, se liší skalární gravitační potenciál vrchní slupky od mezní hodnoty (odpovídající únikové rychlosti =c).

Tím její gravitační červený posuv bude velmi vysoký, ale konečný. Ne, že bych si liboval v zavádění nových termínů, ale zdá se mi relevantní tomu říkat FALEŠNÝ HORIZONT. Takže to s tím potenciálem platí i pro všechny nižší slupky obalu až k původnímu Rg -teprve na něm by úniková rychlost dosáhla c a nad ním může pouze limitovat k c velmi těsně. Tím vychází podle Schwarzchildova vztahu velmi vysoko rostoucí dilatace elementu dR v celém rozsahu tloušťky obalu (navenek, souřadně by velikost činila pouze k*m obalu) a tedy i vysoká a potenciálně k nekonečnu limitující skutečná, tj. místním metrem měřitelná tloušťka tohoto obalu čili i vlastní vzdálenost z fotosféry k horizontu.

Tohle ještě není můj model, protože ten černou díru uvnitř neobsahuje, ale jen teoretická ukázka toho, že konečně malé množství hmoty může za určitých okolností dilatovat délku v principu neomezeně, jako je neomezená velikost funkční hodnoty relativistické transformace, tj. odmocniny z 1-v^2/c^2

Důležitý je způsob rozložení, který je jiný, než u černé díry. Tam je těsně u horizontu vakuum, odtud terminus technikus "vakuová podmínka", takže to může vyjít jinak než u ní. A dále lze vidět, že intenzita gravitace v rozsahu vnitřku (tedy mimo oba okraje) tohoto obalu, jakožto derivace z takto pomalu rostoucí funkce podle elementu dR, (který naopak roste téměř nad všechny meze, bude limitovat k nule! Takže ten problém se zadržením hmoty proti nekonečné gravitaci na horizontu bych měl pouze na vnitřní hranici obalu u horizontu té původní černé díry a pak ještě znovu, ale v menší míře navrchu objektu.

Z toho většího problému můžu konečně vybruslit tím, že bych tu díru vrátil do říše nicoty, odkud jsem si ji pro účely názornosti tohoto výkladu vypůjčil, a definoval rekurzivně stejná pravidla rozložení hmoty jako dosud v obalu pro všechna r až doprostřed kolabovaného objektu. Tento objekt si už nezaslouží název černá díra, protože ji ani částečně uvnitř neobsahuje. Představovat si ji tam mělo smysl jen pro možnost pochopení. A též vyskočení z tautologie černých děr. Ale nevím, zda to pochopitelnější bylo.

Ty definice jsou všechny v podstatě ekvivalentní. Ta s fiktivními hustotami je abstraktnější, ale asi nejlepší. Ta s parametrem "Z" je spíše kuriózní, protože zavádí konstantní míru součinitele zkolabovanosti podle r, což není reálné, ale zadání rozložení se snížením stupně volnosti umožňuje snadnější uchopení problému výpočtem. Lze pro tento případ spočítat snadněji funkční závislost L na m a Z. Podobně, i když to vyjde složitěji, lze vyjádřit průběh intenzity pole jako funkci r,Z,m a vidět ten pokles tahu při pokusu s navijákem.

/08/ S LANEM DOVNITŘ KOLAPSARU - STATICKÁ ABERACE

K pochopení toho, jak to v kolapsaru vypadá, zatím z pohledu visícího pozorovatele, je nezbytné pochopit charakter transformace prostoru v závislosti na poloze. Průběh dilatace podle R je již definován. Nyní se budu zabývat vlivem pole na zorné úhly. Budu tomu říkat úhlová aberace, nebo jen aberace. Budeme se pro začátek zajímat o to, jak se vyvíjí zorný úhel, pod nímž vidíme okraj kolapsaru při spouštění dovnitř. Jak bylo uvedeno v článku o výhledu z fotosféry, jedná se vlastně o úhel, s jakým vidíme fotosféru. Mírně se zopakuji

Bude li pozorovatel vidět horizont kolapsaru (dále KOL) pod zorným úhlem alfa_k, pak aberací zde míním vliv gravitačního pole na tento úhel. Zajímat se o tento úhel má smysl, sledování jeho vývoje spolu s pochopením průběhu dilatace r pomůže získat konkrétní představu jak zde probíhá transformace a „uzavírání" prostoru. Ta představa může být zcela přístupná tzv. zdravému rozumu, protože se zde nevyskytují divergence ani nutnost komplexního popisu.

Slovo statická znamená, že zatím bude u pozorovatele vyloučen vliv rychlostní aberace, jak ji definuje speciální TR, tím, že pozorovatel bude v našem pokusu stát, nebo bude jeho rychlost relativisticky nevýznamná. O kolapsaru (dále KOL) předpokládám, že nerotuje a nic neruší symetrii gravitačního pole a dále jej postupně budu popisovat už víc reálně, tj. ne staticky.

Úhel alfa_k bude vždy větší, než pod jakým bychom na místě KOL při nezakřiveném prostoru viděli prostou kouli o poloměru Rg, a to i při pohledu z nekonečné vzdálenosti. Pro pozorovatele, spouštěného k KOL na idealizovaném laně bude alfa_k růst tak rychle, že na fotosféře, (též zvané fotonová orbita) např v bodu F dosáhne právě pí. Plyne to přímo ze způsobu, jakým se pohybuje foton ve fotosféře a blízkém okolí. Foton, vyslaný z bodu P tečně ve fotosféře, (řekněme, že při nulovém elevačním úhlu) bude obíhat okolo. (když tak si to nakreslete) Sebemenší odchylka úhlu od nuly směrem vzhůru, (kladná) způsobí, že foton odletí po spirále do vnějšího vesmíru, při odchylce dolů skončí foton v KOL. Bude, li odchylka malá, až nulová, bude mít spirálovitá dráha více, až teoreticky nekonečně závitů.

Je zřejmé, že stejný tvar drah platí i tehdy, když se po nich budou fotony pohybovat opačným směrem a zprostředkovávat tím pozorovateli vizuální dojem. (Tyto úvahy platí i u černé díry za předpokladu, že se budeme zabývat pouze drahami nad horizontem, maximálně limitně těsně nad ním.) Rozhraní mezi kladnou a zápornou odchylkou elevačního úhlu od 0, je tedy směrem, ve kterém je v souřadné soustavě statického pozorovatele na fotosféře (v bodu P) vidět okraj horizontu KOL. Pozorovateli na fotosféře se tedy jeví KOL jako nekonečná rovina pod ním. Tedy alfa_k je zde pí.
Pokračujme v myšlenkovém pokusu sestupu do KOLAPSARU pod fotosféru: Pod fotosférou již bude alfa_k (zorný úhel falešného horizontu KOL) větší než pí a s poklesem dolů bude dále růst. Současně se bude zmenšovat zorný úhel výhledu ven alfa_v a bude v dostatečné hloubce limitovat k nule, (ani to ještě nemusí být pod vrchní slupkou) ale nuly nikdy nedosáhne. To je ekvivalentní tvrzení ze zadání o limitaci únikové rychlosti k c s hloubkou. Toto je ono "uzavírání prostoru"- často užívaný termín. U černé díry by to nastalo také, ale bylo by úplné na horizontu při konečné a malé potřebné délce lana. Co by bylo níže, nelze u čd reálně definovat pro statického pozorovatele.

Ne tak u kolapsaru: V našem případě je nutno začít míjet hmotu, obsaženou v prostoru, kde se spouštíme. Přidáme li přirozený předpoklad, že ta hmota je nějak zahřáta, bude kolapsar i navenek nějak zářit. To záření může při cestě ven značně vychladnout, ale budeme -li ho potkávat níže, bude energetičtější. Začne nám být značné horko a s cestou dolů čím dál více, protože fotony začínáme potkávat v místech, kde ještě gravitačně nevychladly. V DOSTATEČNÉ HLOUBCE TEDY VIDÍME, ŽE " HORIZONT" KOLAPSARU- (ovšemže falešný a přesněji řečeno to, co se mu podobá, nikoliv povrch, protože pod ten se dostaneme sestupem) -JE VŠUDE OKOLO NÁS A POHLED DO VŠECH STRAN JE STEJNÝ. S výjimkou výhledu ven. Ale ten se stává nepatrnou tečkou.

Nutno si uvědomit, že toto aberační roztažení a vyplnění téměř plného prostorového úhlu nastává při dostatečné hloubce v kolapsaru a dostatečně velkém relativistickém transformačním součiniteli(X) i pro původně velmi malý zorný úhel ve směru do centra. Netýká se to tedy jen vizuálního okraje falešného horizontu kolapsaru. Můžeme si vybrat ve směru sestupu libovolně malou centrální kružnici (neofsetovanou -jinak by mohla aberací uhnout do strany a tím bychom ji minuli) a ta se sestupem dolů aberací tak roztáhne, že to bude vypadat, jakoby to byla obruč a my jí prošli. (A její obsah se stal kulovým povrchem, který nás obklopí.)

Transformaci perspektivy zorných úhlů při spouštění do KOL možno také přirovnat k cestě tunelem, kde soustavě kružnic, ohraničujících oblast, vymezenou zornými úhly v KOL, odpovídá obraz kružnic, vyznačených zevnitř tunelu jako sada příčných řezů. Obraz jeho ústí ven odpovídá vizuálnímu rozměru kolapsaru zvenku -úhlu alfa.

Tím dojde nakonec k tomu, že dostatečně hluboko vyplní téměř celý prostorový úhel pozorovatelův původně element nepatrného úhlového rozměru. Toto je mechanismus nastavení pseudoizotropie. Tedy toho, že uvnitř se bude prostor jevit ve všech směrech téměř stejný. Téměř proto, že výhled ven bude stále patrný a teoreticky nikdy nezmizí, pouze se smrští na nepatrnou tečku. Ta nemusí být pozorovatelná, ale v principu a topologicky je důležité, že tam je. Proto pseudoizotropie.

Náš pozorovatel na konci pokusu vidí, že se nachází v jakémsi svým způsobem vesmíru, který je vizuálně izotropní (až na výhled ven, viz dále) a má falešný horizont, který vypadá jako ten náš. Tento prostor je však topologicky vzato totéž co náš vesmír, neboť se k němu došlo spojitým a teoreticky vratným přesunem. A původně zdánlivá možnost, či dokonce nevyhnutelnost dosažení horizontu a prostoupení skrze něj se změnila téměř v pravý opak. Pokud jde o to, že na něj stále působí značná přitažlivá síla, tak to je věc, která není řešitelná v tomto statickém modelu. Později uvedu, jak může být překonán i tento nedostatek.

Ještě je nutno rozebrat, jaký bude charakter záření z výhledu -z našeho původního vesmíru. I když úhlová velikost výhledu bude limitovat k nule, pozorovaný energetický tok bude nabírat hustotu (teplotu) pro gravitační modrý posuv, ale poměr mezi teplotou falešného horizontu kolapsaru a horizontu vesmíru zůstane stejný jako jsme mohli vidět nahoře před začátkem spouštění. Transformační součinitel který za to zodpovídá bude pro oba případy stejný. Výhled bude podle toho rozlišitelný a izotropie ještě nebude úplná.

Poměrné zvýšení frekvence zvenku přilétajících fotonů bude značné. Náš pozorovatel by se mohl věnovat třebas sledování zrychleného budoucího vývoje rodného vesmíru. (Z tohoto filmu bude pro něj nejvíce důležitý proces dalšího přísunu hmoty do našeho kolapsaru, ale tento důležitý reálný faktor zatím nebyl do modelu zahrnut, protože by to nemohlo být statické, o tom později.)

Poměr tohoto zrychlení a poměr zvýšení frekvence fotonů, zprostředkovávajících tuto story, je totiž jedno a totéž číslo.

Co dále? Při dalším sestupu už je nutno počítat s tím, že množství hmoty ve stavu horké plazmy, kterou minul, prostoupil a která zůstává nad ním, se mu bude promítat do výhledu ven a clonit mu jej. Tím po čase přestane být výhled poznatelný a pozorovatel se bude v pseudoizotropním vesmíru držet lana, které se mu bude zdát vést jako přímka téměř do nekonečna oběma směry.

Tím by mohl pokus skončit. Takto tedy vidí vnitřek KOL statický pozorovatel. Je to samozřejmě nereálný případ, ale po zjednodušeném pohledu se dá lépe chápat případ reálně padajícího pozorovatele. Taky jsme nemuseli dojít až doprostřed, ale mohli zůstat z vnějšího pohledu blízko pod okrajem. Dál už by to bylo podobné.

/09/ OTÁZKA STABILITY KOLAPSARU

Opustíme zjednodušení o statičnosti, protože reálný kolapsar není hlavně z důvodu přísunu hmoty statický, ale veškerá hmota padá. Ovšem charakter tohoto pádu je nutno chápat především jako volný pohyb hmoty uvnitř z hlediska této hmoty. Je to tedy takový pád -nepád. Jak to bude vypadat z pohledu pozorovatelů na jednotlivých slupkách?

Ta radiální dilatace prostoru musí být platná pro ně, především pro ně, protože se týká vlastních vzdáleností. Jakkoliv velká dilatace nemůže být nijak patrná navenek. Shluk hmoty m ve formě kolapsaru bude navenek mít pořád rozměr Rg plus nějaké to delta, přičemž delta se blíží k nule. Uvnitř to bude jiné. Bude tedy náš "slupkový" pozorovatel vidět svého kolegu z nižší slupky pěkně daleko. A nejen vidět, pro něj to je přeci reálná vzdálenost.

Takže se nic nestane, když slevím ze svého požadavku aby tam visel staticky a nechám ho pohybovat se nějakou rychlostí směrem do místa s zápornějším grav potenciálem, což je jinými slovy řečeno padat dolů. Nyní je na místě otázka - doletí tímto způsobem ke svému spodnímu kolegovi? Odpověď je překvapivá: Když by se takto pohyboval sám, tak ano, ale je tohle reálný případ pohybu hmoty v KOL?

Náš libovolný pozorovatel není ničím význačný. Vzhledem k společné historii se budou obdobně pohybovat všichni. Tím, že se pohybují všichni dolů, k zdánlivému horizontu, se vlastně pro každou slupku nastavuje vyšší těsnost onoho uložení "nad Rg" ze začátku úvahy, a to se děje najednou pro celý vnitřek kolapsaru. A s limitací gravitačního potenciálu k mezní hodnotě se zvětšuje ve všech místech vnitřku činitel dilatace dr, kterým se násobí právě ona vzdálenost k nižšímu kolegovi. A ta může růst přes všechny meze, takže čím se budou všichni více blížit z vnějšího pohledu k místnímu Rg, (To je pro každé místo jiná hodnota, úměrná množství hmoty pod konkrétním pozorovatelem) čili čím těsnější limitace, tím více bude reálně, pro každého, expandovat prostorová vzdálenost, která ho dělí od kolegy, který při větší vzdálenosti může být viděn prakticky jakoby u horizontu. Navíc, ten taky padá a to prakticky stejně rychle. TOTO JE DŮLEŽITÉ! To je vysvětlení jednoho z důvodů, proč takto zadané rozložení nejen že nemusí přejít do černé díry vznikem horizontu, ale ani nemůže. (Hmota vzhledem k tomu, že se nachází v jakémsi vesmíru, podobnému našemu, může tvořit místní shluky. Ale to by bylo mimo platnost úvahy v rámci kulové symetrie. Ne že by to nešlo, to se bude dít, o tom později. Samozřejmě hmota může uvnitř kolapsaru tvořit lokální shluky, které se budou chovat úplně stejně, jako shluky v normálním prostoru.) Vzhledem k tomu, že platnost této úvahy a opuštění podmínky o statickém visení zdánlivě těsně nad horizontem, ale ve skutečnosti ve volném prostoru, lze provést pro všechny slupky, je zřejmé, že potenciální růst činitele dilatace bude růst přes všechny meze -v celém vnitřním objemu kolapsaru, tj. pro všechny r od nuly až po okraj KOL, tj. Rg+delta.

Nebude se uplatňovat jen na jeden bod, resp. sféru horizontu, jak je tomu u Schwarzchildovy čd. Takže uvnitř kolapsaru je nejen DOST PROSTORU na to, aby tam vše padalo zcela přirozeně, aniž by hrozilo, že se něco dostane pod Rg, ale tím padáním se dokonce prostor může stále více natahovat, takže z vnitřního hlediska jde o expanzi. Jakýkoliv stav rozložení hmoty, ke kterému to může dospět, bude z hlediska vnějšího pozorovatele až na rostoucí míru oné těsnosti naložení slupek na sebe, stále totožný s původním zadáním. Přitom by byla chyby myslet si, že to bude mít tendenci k stále vyšší těsnosti „namrzání". I tato těsnost bude mít nějakou konkrétní hodnotu, ke které to dospěje, protože zde bude platit stejný princip, jako pro vrchní slupku v kapitole „princip kolapsaru. Hmota slupek není jen pasivně rozložena, ale svojí vysokou teplotou a tlakem bude způsobovat, že ta míra limitace k Rg bude tím definovaná a nebude finálně nekonečně malá.

Lze tedy říci, že toto rozložení je navenek svým způsobem "stabilní", i když slovo stabilita není zcela adekvátní. A samozřejmě zážitky padajícího zvenku budou zpočátku jiné. K tomu později. Tato úvaha platí, pokud funkce rozložení hmoty v kolapsaru splňuje původní zadání o praktické nepřímé úměrnosti poloměru. Dostaneme takto možnost vnitřní expanze, ovšem za cenu, že prostor uvnitř není rovný. Později ukážu ještě další možnost konfigurace rozložení hmoty, spočívající v redistribuci rozložení směrem od nepřímé úměrnosti čtverci poloměru směrem k rozložení více rovnoměrnému. To může mít význam pro kosmologické parametry, o tom později.

Dále- ta hmota byla při své akreci decelerována do statického stavu mechanismem, který už brzo popíši a který ji bude držet až do doby, kdy transformace prostoru učiní nutnost řešit zachycení přitažlivých sil zbytečným. V žádném případě nehrozí vytvoření a dostižení horizontu.

Navenek to rozložení hmoty v kol. bude vypadat tak, že všechny slupky téměř staticky visí na souřadnici, která nepatrně převyšuje Rg hmoty pod nimi. Tedy jakoby těsně nad horizontem, kdyby tam ovšem byl.

K tomu, jak se transformují úhly si lze představit něco jiného, než to jedno lano, ale prostě svazek směrů, které vedou dovnitř. Evidentně dovnitř vedou všechny směry, mířící do horizontu. Mysleme si, že to mohou být dráhy padajících pozorovatelů.

Když je nechám letět napřed, a pak poletím za nimi středem, tak po deceleraci a vlivu aberace uvidím, že se mi tyto jejich směry roztáhly do směrů, který bude pokrývat skoro plnou část úhlu falešného. horizontu. Tedy do všech stran, to bude téměř izotropní. Takže ten svazek směrů, zvnějšku úzký, se díky jevu aberace se pro vnitřního pozorovatele roztáhne do prakticky rovnoměrně do všech směrů. Toto roztažení púvodně úzkého svazku směrů na široký svazek je mechanismem, který převede dilataci, která je zvnějšku jen radiální, na dilataci, která zvnitřku vypadá téměř izotropně. Je to sice z principu pouze pseudoizotropie, ale jevově věrná. Jinak by se mohlo zdát, že radiálním natahováním prostoru při absenci příčné dilatace vznikne pouze jakýsi „chobot". Ano, to je pravda z vnějšího pohledu, ale zevnitř ten chobot bude téměř rovným prostorem. Touto oklikou docílíme možnosti užívat si důsledků, jaké by měla příčná dilatace, i když přísně formálně vzato tam ona nebude. Je to jen klam, vzniklý transformací perspektivy úhlů.

Falešný horizont přitom též samozřejmě falešným zůstane, tedy nepředstavuje hranici v konečné vzdálenosti, za níž jsou nadsvětelné rychlosti, ale je pouze fatou morgánou. Při pohledu zvenku se snad ještě dalo na falešného. horizont pohlížet, jako na v jistém smyslu objekt, byť fiktivní. Zevnitř snad ani to nemá smysl, protože je všemi směry a není pořádně lokalizován ani vzdálenostně. Jak bylo uvedeno v jeho definici, lze konkrétně stanovit pouze vzdálenost, na níž je rudý posuv tak velký, že již není vidět nic. To je ale omezení čistě smluvní a dané technickou úrovní detektorů.

/10/ PROBLÉM VNĚJŠÍ SLUPKY A MECHANISMU DECELERACE.

Následující povídání je mírně rozvedený článek "princip kolapsaru" a taktéž součást hovoru s *. Lze toto přeskočit.

Dříve, než popíši zážitky pozorovatele, spjatého s padající hmotou, musím konečně vysvětlit onen mechanismus, který umožní, aby se akretující hmota skládala popisovaným způsobem tím, že ji zastaví v pádu doslova těsně před tím, než by spadla pod horizont, či přesněji vzhledem k tomu, že tam (dosud) žádný není: -než by (ach) až tak hluboko klesla, že by svojí přítomností podmínku pro vznik horizontu splnila a tím jej vytvořila. Tento mechanismus současně a trvale drží vrchní slupku ve vznosu, aby to celé nepřešlo v čd. V úvodu byl kolapsar definován tak, jakoby mezi vrchní slupkou a okolním prázdnem byla ostrá hranice. To bylo pouze zjednodušení. Přechod mezi hmotou slupky o nějaké hustotě k okolí bude plynulý, i když může být velmi strmý. Bude jej tvořit hmota ve vznosu v silném gravitačním poli a je nutno vysvětlit, jakým způsobem se tam udrží.

Tento problém se snažila fyzika skoro celé minulé století řešit hledáním takového stavu hmoty, který by to zajistil pro celý objekt na principu hydrostatické rovnováhy. Toto hledání sice přineslo mnoho poznatků o chování hmoty v extrémních podmínkách, ale v tom hlavním bylo neúspěšné. Konečné résumé zní, že hmota při hroucení není není schopna vytvořit tlak, který by kolaps zastavil a to obecně. Není to sice na sto procent jisté, (co můžeme vědět zcela jistě, že?) ale prakticky ano a sám o tom nepochybuji.

Co zpochybnit musím, to je v podstatě bezdůvodné přesvědčení, že nutnost nastolení hydrostatické rovnováhy v objektu, jako celku je jediný způsob, jak zabránit vzniku černé díry. Můj mechanismus je založen na zcela jiném principu. Abych byl konkrétní, jaká je forma hmoty, která se udrží sama ve vznosu? Jsou to fotony.

Představme si tak silný energetický tok zevnitř ven, že ekvivalentní hmotnost tohoto toku je natolik významná, že má i gravitační účinky a může hrát roli vrchní slupky a přechodu do okolí. Kdybych to nevyložil dříve, vypadalo by to na první pohled jako absurdní nápad, že? Jak intenzivní by musela být radiace takového objektu a jaký by mělo to záření zdroj?

Ale dojem případné nesmyslnosti plyne ze zvyku uvažovat v kontextu řešení s černou dírou. Zde nemáme čd. V modelu kolapsaru je zdroj záření i významné faktory, které mohou zdánlivě nemožně vysokou intenzitu snížit. Rozeberme si to postupně, NEJPRVE K TÉ DECELERACI PADAJÍCÍCH ČÁSTIC, POTOM K TÉ POTŘEBNÉ INTENZITĚ. Předpokládejme nejprve s jistou vstřícností k výkladu, že kolapsar bude nějak, s zatím nespecifikovanou intenzitou navenek zářit. Přijměme tento předpoklad s tím, že později jeho oprávněnost kriticky zhodnotíme. Nakonec i čd nějak září a tohle dokonce čd ani není, tak proč ne.

A nechť platí, jak bylo definováno dříve, že v klidové soustavě kolapsaru je ta prostorová dilatace počínaje vrchní slupkou tak významná, že vlastní vzdálenosti směrem do centra jsou velmi nafouknuty. Co to znamená pro tu padající částici? Bude při pádu letět po neohraničené dráze tomu fotonovému toku naproti. Toto záření je hlouběji teplejší, pokud to budeme měřit v klidové soustavě, např tím pozorovatelem na laně.

Uvědomme si, že součinitel transformace, který zodpovídá za velikost gravitačního posuvu(+1, přesně vzato), ale současně i zpomalení hodin, dilataci délek ve směru poloměru a hlavně zde zvýšení teploty, je ohromné číslo. Říkejme mu třebas faktor X. Nejsou to jen nějaké tisíce, ale numera, u kterých pár řádů sem, či tam nemusí být velká míra. Zatímco na urychlovačích je honba za zvyšováním relativistického činitele stále obtížnější a naráží na tvrdé technické limity, gravitační pole je laboratoří, kde velikost X opravdu může bez problémů růst téměř libovolně vysoko.

Nechci, aby to vypadalo, že spekuluji s libovolnými hodnotami. Ty možnosti v Přírodě opravdu jsou a já se zde snažím postihnout vztahy, jež se v těch případech uplatňují. Všechny mé úvahy o kolapsarech potřebují pro svůj smysl (a zpětně to zdůvodňují), aby ten součinitel X byl opravdu vysoké, ale vždy konečné číslo.

Pokud by byl pád volný, bude součinitel "oteplení" fotonů, potkávaných v jistém místě z hlediska padajícího úměrný ne X, ale jeho čtverci, protože sama rychlost pádu způsobí v daném místě X -násobné zvýšení teploty fotonů oproti statickému pozorovateli (v onom místě, kde padající prolétá kolem visícího). S tím se vynásobí součinitel od oteplení vzhledem ke statickému pozorovateli. Tedy celkově čtverec X oproti venkovní úrovni. KVADRÁT X! To už je velmi mnoho. Je zřejmé, tlak záření na každou padající částici při tak vysokých energiích bude velmi vysoký. A to je onen mechanismus decelerace. Pokud je mi známo, tak hybnost fotonu nemá žádnou horní mez.

Taky nehrozí, že by se snad nějak náhodně mohla částice srážkám vyhnout. Bude totiž na rozdíl od čd letět stále, má na to v kolapsaru dost dlouhou dráhu, až se nakonec nevyhnutelně vzájemnými interakcemi zpomalí až do stavu TD rovnováhy s energií někde v prostoru vrchní slupky kolapsaru. Se zpomalováním bude tlak záření klesat z hodnoty úměrné čtverci X na hodnotu úměrnou pouhému X, protože odpadne rychlostní složka.

Současně se bude měnit směrový charakter působících sil tohoto tlaku. Potkávané fotony nebudou ani přibližně radiální, vždyť vylétají (z hlediska padajícího) z falešného horizontu, který má nenulovou velikost i zdálky. Decelerací částice postupně přechází do stavu stojícího pozorovatele. V konečném stavu bude tlak působit prakticky ze všech stran. Viz aberace -jestliže se aberací roztáhne zorný úhel falešného horizontu, který je pro padajícího zdrojem, pak působení tlaku záření na pozorovatele v tomto stavu je až na nepatrný prostorový úhel výhledu všesměrové, tedy výslednice decelerační síly po zbrzdění zanikne, nebo téměř zanikne. Nyní si prosím všimněte důležitého závěru.

Aby tohle takto fungovalo, není vůbec nutné, aby intenzita záření navenek měla vysokou hodnotu, nebo aby musela překročit nějakou konkrétní prahovou úroveň. Stačí, aby byla nenulová a pro funkčnost mechanismu decelerace pak postačuje už u vrchní slupky dostatečně vysoký faktor X, čili poměr R/Rg tam blížící se k jedné.

Další věc: To záření je normální tepelné záření dříve akretované -zkolabované hmoty. Když není spadlá pod horizontem, nic jí v záření nebrání. Velikost tohoto zahřátí je extrémní, protože je nutno předpokládat, že po urychlení na rychlost téměř c volným pádem v gravitačním poli z okolí kolapsaru předá při zbrzdění svou kinetickou energii hmotě vrchní slupky (konkrétně nejprv těm fotonům) a tím se deceleruje na rychlost, která je vzhledem k vnějšímu pozorovateli minimální.

U vrchní slupky musíme předpokládat, že je prakticky statická. Protože totéž platí i pro hmotu, spadlou dříve, musí být ve slupce (ale samozřejmě i kdekoliv hlouběji) vzhledem k vnitřní vztažné soustavě nesmírně vysoká hustota energie. Uvědomme si opět když ne proporce těchto energií, protože to se asi představivosti dost vymyká tak zákonitosti, jimiž se řídí.

Už při gravitační kompresi v poli silném tak, že X je dvě (čili foton odtamtud vylétnoucí vychladne na polovinu, tj. řádově potenciální hladina grav. pole na úrovni vnitřku neutronových hvězd), je energie ohřáté hmoty v případě, že neuteče pryč, tak velká, že dosáhne energetického ekvivalentu veškeré původní zúčastněné hmoty. Tedy hmotnost shluku, měřená zevnitř i s touto energií je dvojnásobná, než původní suma m0 hmoty, anebo než to, co naměříme i potom zvenku.

Kdybychom tento shluk nechali vychladnout a vyzářenou energii zachytili, získali bychom prakticky půlku ekvivalentu energie celkového původního množství zkolabované hmoty. (A to co by zbylo, ten vychladlý shluk by zvenku vážil tu zbylou polovinu, i když zevnitř by to bylo nyní stále původní množství -samozřejmě -vždyť jsme nechali utéct pryč jen tu volnou složku energie, původní klidová hmotnost se na volnou nepřeměnila a zbyla nám tam všechna. Např. baryonové číslo by se při těchto operacích neměnilo.)

Při vysokém faktoru X bude příslušná rovnovážná teplota uvnitř tak vysoká, že ve vzniklé plazmě bude původní klidová hmotnost původních částic mít naprosto zanedbatelně malý podíl. Ta energie vytvoří celý koktejl dalších částic s jejich další klidovou hmotností i bez ní, takže třebas např. baryonů může být téměř stejně jako antibaryonů, přičemž jejich rozdíl je to původní výchozí množství baryonní hmoty a to vše při nesmírně vysoké teplotě. Je zcela namístě předpokládat, že podmínky uvnitř budou velmi podobné těm, které panovaly v době raného vesmíru. Ostatně tato podobnost není náhodná.

Mimochodem -také je nutno počítat s tím, že při těchto teplotách se už nemusí zachovávat baryonové číslo a hustota baryonového čísla bude od určité teploty výše funkcí této teploty bez ohledu na výchozí složení materiálu. Tato okolnost je důležitá k tomu, aby při případném vypařování kolapsaru nedocházelo uvnitř k nežádoucí koncentraci baryonového náboje. A samozřejmě tato výheň je navenek "stíněna" gravitačním chladnutím, takže faktorem X se její teplota pro vnějšího pozorovatele výrazně tlumí. Otázka je kolik bude činit faktor X, protože ten bude jistě konkrétní číslo, i když jeho velikost neumím zatím odhadnout lépe, než že to bude "hodně".

Zde prostě ukazuji, že čistě volbou těsnosti limitace mezní slupky k Rg (nebo též poměru X) mohu nastavit fotonový tok, potřebný ke stabilitě kolapsaru prakticky v libovolných mezích. V realitě nastane jedna možnost, protože to budou určovat věci, o kterých jsem nemluvil. Čistě intuitivně bych nadhodil spekulaci, že tento poměr bude mimo závislost na velikosti kolapsaru (podobně, jako na ní závisí teoretická teplota čd) principiálně souviset s vlastnostmi interakcí a konkrétně zejména s poměrem mezi charakteristickými silami gravitační a elektroslabé interakce. Tím do modelu kolapsaru vstupují zásadním způsobem kvantové vlastnosti hmoty. Ale kupodivu nezpůsobují žádný antagonismus, ale přispívají do skládačky.

Podívejme se na druhou část problému -otázku potřebné hustoty záření z hlediska dosažení žádoucího vlivu na konfiguraci gravit. pole. Co je zde kritériem pro stanovení správné hodnoty jejího množství? Zde je dána jasná podmínka. Při cestě dolů musí být v procházeném prostoru hmota v takovém množství, že -viz definice rozložení, že ještě není splněna podmínka pro vznik horizontu, ale jen těsně. To jinými slovy znamená, že při sestupu shora nejpozději na vrchní slupce musí být hustota, blížící se mezní fiktivní (viz definice. podle fiktivních hustot) a směrem ven musí být do vakua spojitý a plynulý přechod, i když bude zřejmě spíše velmi prudký, než pozvolný.

Můžeme se k aproximaci potřebné intenzity dopracovat touto úvahou (zde se mírně opakuji z úvodní kapitoly): Představme si nějaký tok, který počíná z vrchní slupky, míří ven a navenek, na nějakém venkovním poloměru s pozorovatelem má nějakou rozumnou hodnotu. Vyšetřujme nyní, jakou směrem dolů nabírá hustotu (přepočítanou vzhledem k vnějšímu pozorovateli). Zpočátku se nebude dít nic, protože fotony s hloubkou teplají, ale jejich hmotnost, přepočítaná navenek zůstává konstantní. Pokud budeme dost daleko, bude jediným faktorem, zvyšujícím hustotu s hloubkou poměr čtverců poloměrů pozorovatele a v hloubce, což plyne z konstantního množství fotonů, procházejících plochami příslušných kulových slupek.

A my se s hustotou jejich toku potřebujeme napojit na hustotu vnější slupky, která má nějakou fiktivní hodnotu, tedy hodnotu vzhledem k nám, vně. Mohlo by se zdát, to vede k nutnosti takové hustoty toku, že když např kolapsar hvězdné velikosti bude mít fiktivní hustotu vnější slupky o hodnotě vody, tak ten tok by musel mít i navenek tu hustotu vody, pouze sníženou čtvercem poměru poloměrů Rg a R_pozorovatele. To je samozřejmě neúnosně mnoho. Znamenalo by to, že vlastně hustota záření by byla relativně stále stejná, jako mezní fiktivní vrchní slupky a to až do nekonečna. Protože ta mezní fiktivní přeci také klesá se čtvercem poloměru. Tím by celý model divergoval, toto nejde. Naštěstí to by nastalo jen v případě, že by tu hmotu ve vznosu tvořily pouze přesně radiálně letící fotony. Zdánlivě samozřejmá podmínka, ale chybná, platící jen ve velké vzdálenosti od kolapsaru.

Je nutno si uvědomit, že v blízkosti mezní slupky (též vrchní slupky, "povrchové" slupky) tvoří radiální fotony jen nepatrnou část z jejich místního počtu. Záření, které nás zajímá, tvoří radiálně letící fotony a ty, které míří do výhledu. Jen ty totiž pak vyletí ven. Pro pozorovatele těsně nad mezní slupkou, (kterou připomínám, že můžeme považovat za teplotní zářič) budou létat fotony rovnoměrně všemi směry a všechny budou svou hmotností přispívat k požadované energetické hustotě. Přitom jen nepatrná část vyletí ven.

Z vnějšího pohledu to tedy bude vypadat tak, že tímto poměrem je snížen požadavek na hustotu toku směrem ven při zachování podmínky o navázání energetických hustot na mezní slupce. Ten poměr je totéž co dříve definovaný součinitel uzavřenosti, jako poměr prostorového úhlu výhledu ku úhlu plnému a jeho hodnota je sice konečná, ale jako X roste velmi vysoko.

Ejhle! původně vysoký požadavek je zásadně redukován činitelem potenciálně nekonečným. Model funguje. Kolapsar může navenek zářit rozumně, např jako běžná hvězda, ba i mnohem méně, takže se může podobat opravdové pravé černé díře (kdyby něco takového, jako čd existovalo). I když pravděpodobně to bude o dost řádů více, než intenzita Hawkingova záření, je tady vzhledem k jeho nízké intenzitě široké pásmo možných hodnot, kdy to nemusí být snadno detekovatelné současnými prostředky.

Toto záření tedy může být překryto akrečními jevy, které samozřejmě budou u kolapsaru probíhat zcela stejně, jako se běžně uvažuje u černých děr, protože tyto procesy se odehrávají dokonce až dost vysoko nad fotosférou a tedy v místech, kde se gravitační pole kolapsaru a případné čd neliší. Pak zřejmě nelze observačně rozlišit černou díru od kolapsaru. Tímto rozlišením by mohla být pouze přímá detekce vlastního záření při vyloučení záření z jiných příčin a kritériem by pak byla jeho neúnosně vysoká hodnota oproti HZ, nevysvětlitelná teorií kvantového vypařování. Lze tedy říci, že současná astrofyzikální pozorování, která jsou dosti sebevědomě a halasně vydávána za skoro jisté potvrzení existence černých děr, mohou být zrovna tak dobrým potvrzením existence kolapsarů. Pro možnost rozlišení mezi čd a kolapsarem jsou zcela neúčinná a jako důkaz čd taky.

Tím zářením je dána možnost ověřit model kolapsaru pozorováním. Považuji za rozumné (ovšem nezastírám, že čistě z estetických důvodů) očekávat takovou intenzitu záření, při které by vypaření kolapsaru řádově hvězdné velikosti bylo srovnatelné s životností hvězd. Pak by při čistě rovnoměrném a teplotním charakteru záření mohly kolapsary zářit tak nějak rozumně a být nepříliš nápadnými objekty.

Ještě existuje další mechanismus snížení hustoty toku fotonů ven. Spočívá v tom, že s rostoucí teplotou fotonů v hloubce (kde je to spíše, než paprskový svazek cosi jako záření v dutině), se dojde k překročení meze, kdy začnou být jeho nedílnou rovnovážnou součástí i další částice s nenulovou m0. Tyto částice opět přispívají svou energií-hmotou k požadované hustotě. S rostoucí teplotou bude množství typů částic přibývat, takže samotné fotony pak mohou tvořit pouze zlomek hmotného podílu v této plazmě.

Bohužel nelze ani dost hrubě odhadnout, jak velké toto snížení potřebné hustoty energie samotných fotonů je, protože zatím (2003)není přesně známo, kolik druhů částic se tvoří s rostoucí teplotou, pokud roste opravdu do velké výše. Očividné je pouze to, že to bude fungovat ve prospěch rozumného chování modelu ve smyslu snížení potřebné intenzity záření. A tak to bude zatím otevřená otázka, v modelu kolapsaru poměrně hezký volný parametr a práce pro kvantovou fyziku.

Pro účinnost tohoto mechanismu je žádoucí, aby druhů částic bylo co nejvíce, protože ve velmi horké plasmě se energie rozdělují relativně rovnoměrně na všechny zúčastněné typy, takže čím jich bude více, tím menší podíl připadne na fotony a samozřejmě i na jiné částice s nenulovou m0. Protože jen částice s nenulovou m0 mohou za cenu gravitačního vychladnutí vyletět snadno ven, zatímco ostatní částice ne. Tím, že tam ty další částice jsou, plní úlohu gravitující hmoty, takže ten fotonový tok může být slabší.

Může působit pochybnost, že nejprve tam mám fotonový tok, který nepotřebuje, aby ho v gr. poli něco nadnášelo, ale pak tam dole nutně vznikají další částice. Ty přeci musí začít okamžitě padat. Ano, ale to nevadí. Chybět nebudou, protože jejich drift dolů bude okamžitě hrazen vznikem nových tak, aby tam nastávala TD rovnováha, jejímž určujícím faktorem je teplota, či hustota energie, což je při vysokých teplotách totéž. Driftem částic dolů vznikne pouze jakási lokální konvekce, kde nahoru budou směřovat fotony. To vše se bude dít pouze v přechodové vrstvě mezi vrchní slupkou kolapsaru a těsně nad ní, kde je velká intenzita pole. Uvnitř KOL ne.

SHRNUTO: Hmotu tam ještě nad vnější slupkou tedy potřebuji proto, abych dosáhl žádoucí konfigurace pole, protože bez ní by to vedlo k čd. Fotony jsou hmota a vykazují vlastní gravitaci. Nejen, že samy letí ven, ale navíc mohou svým tlakem unášet a interakcemi nechat po cestě vznikat i ostatní částice. Ty se mi taky hodí. Přitom jen velmi malá část z množství fotonů těsně nad mezní vrstvou má potřebný směr k výletu ven. Může jich tam tedy být moc, aniž by jich moc muselo letět ven. Tyto děje jsou významné až při vysokých teplotách, ale ty tam jsou. Taky je potřeba ty fotony neustále doplňovat, protože jsou tam platné jen dokud neodletí ven pryč, ale zdroj mám. Je jím žhoucí nitro kolapsaru. Navíc se moc doplňovat nemusí, protože se jich většina vrací zpátky. Tak mohu sestrojit model, který za cenu nutnosti mnohem silněji zářit, než černá díra není černou dírou.

Tlak záření je sice formálně také formou hydrostatického tlaku, ale pro zajištění stability objektu jej potřebuji jen pro vrchní slupku a nejbližší přechod do okolí. Čistě intuitivně bez počítání tohoto tlaku lze nahlédnout, že při jakýchkoliv hustotách ve vrchní slupce nebude potřeba překročit fyzikální mez tlaku částic, danou čtvercem c. Růst tohoto tlaku s hloubkou není pro stabilitu kolapsaru nutný. Viz předchozí výklad o poklesu přitažlivé síly s hloubkou. S rostoucími rozměry tedy nijak nehrozí kolaps do čd. To zdůrazňuji!! Je zcela jedno, jak je kolapsar velký.

Ještě se opět vrátím k tomu, co myslím vrchní slupkou kolapsaru. Když přeci přechod k vakuu okolního vesmíru je plynulý, mohlo by to být libovolné ne? Ne, za vrchní slupku považuji tu, která ještě splňuje podmínku o těsnosti uložení podle zadání v úvodu, tedy to, že její souřadnice r jen velmi těsně převyšuje Rg, odpovídající uzavřené hmotě. Samozřejmě si uvědomuji, že i tak je to dost neurčité, protože mezi tím, co je těsně a co už ne, není žádná konkrétní hranice. Ale mám dojem, že slovy to nějak víc konkrétně popsat nejde a obávám se že v řeči rovnic to srozumitelnější nebude.

Ten model je prostě celý fuzzy. Ani to jinak nejde. Nejsou tam nespojité přechody a divergence čehokoliv, jako u čd. Je třeba si to umět představit. Mohu čtenáře ubezpečit z vlastní zkušenosti, že ten ponor do té představy mi trval dost dlouho, než se stal tak důvěrným, že ty důležité souvislosti začaly být vidět a začalo to fungovat. Protože ta představa dává smysl jen jako celek, není její uchopení zdaleka tak triviální, jako u černé díry. Je třeba jakoby ad hoc akceptovat více podezřele vypadajících předpokladů, srovnat si to a teprve potom to může dávat smysl a tedy i zprostit podezření ty předpoklady.

Ale na druhou stranu Vám umožní opravdu chápat, co se tam děje, což u čd nejde. Tam si můžete více, nebo méně úspěšně pouze sugerovat, že chápete, ale pochopit to opravdu nejde. Lze říci, zatímco čd jsou přes svou jednoduchost nepředstavitelné, protože to "pochopení" plyne čistě z matematického formalismu, je kolapsar představitelný přímo, tak jak jsme zvyklí fyzikálně chápat procesy.

Proto prosím čtenáře o jistou vstřícnost ve stylu "připusťme že platí toto a ještě toto a uvažujme jakoby to byla pravda" Tím nechci, aby se vzdal kritického přístupu, naopak, ale ať nejdřív dostane do hlavy to, co vyprávím a pak hodnotí. Kdybych přirovnal obraz, který si o problému relativistického kolapsu hmoty tvoříme k mozaice, pak obraz, o kterém mluvím, je sice složen ze stejných kamínků, jako teorie čd, tj. předpokládám platnost stejné fyziky a zcela se vyhýbám zavádění nových hypotetických zákonů pro svůj účel.

Ale k mojí mosaice se nelze dostat přesunem několika kamínků v mosaice "oficiální", čili všeobecně známé a dnes přijímané. Musí se přeházet skoro všechny, což může být pro někoho dost silná káva. Říkám to proto, že mnoho lidí -skoro každý, se snaží chápat nové věci tak, že bezděčně hodnotí nové jednotlivosti z hlediska svých zažitých představ. Nedělejte to zde. Když budete vytrhávat z kontextu jednotlivá moje tvrzení a snažit je porovnávat do své mosaiky, tak se to samozřejmě bude celé jevit jako kupa nesmyslů.

/11/ VYPAŘOVÁNÍ KOLAPSARU A TD STABILITA

Nutnost kolapsaru zářit z důvodu stability dává mnohem větší praktický význam otázce jeho vypařování, než u černé díry. Jednak to představuje téměř ideální možnost přímého důkazu této teorie, jednak zapojuje kolapsary mnohem lépe do koloběhu hmoty, protože dobu vypaření kolapsaru hvězdné velikosti zkracuje do časových měřítek srovnatelnějších s dobou trvání hvězdného života.

Zdá se, že zde budou (až na to přijatelnější měřítko) platit jisté obdoby, na něž jsme zvyklí z teorie čd.

Tak třebas intenzita záření, resp ekvivalentní teplota bude jistě klesat s rostoucí velikostí KOL. Je to proto, že hustota vnější slupky klesá se čtvercem poloměru (viz fiktivní hustoty v kap. def. rozložení), i když to nemusí vycházet tak jednoduše úměrně jako u čd.

A tak v závislosti na vnějších podmínkách přísunu hmoty bude existovat mez, pod níž bude mít kolapsar spíše tendenci k úplnému vypaření a naopak nad ní může být trvale rostoucím objektem. Obdobná mez existuje u čd, ale tam je posunuta do nicotných rozměrů.

Podívejme se dovnitř na charakter transformace při vypařování. Zářením se vrchní slupka spotřebovává a odkrývá tu, která byla pod ní. Není tam nikde horizont, celý proces může být zcela reverzibilní, jako opak akrece. (Až na to, že akrece mohla být nerovnoměrná.)

Je tu jeden detail. A to zákon zachování baryonového čísla. Aby byl model kolapsaru funkční i při vypařování, je potřeba, aby při vysokých vnitřních teplotách zákon zachování bar. č. neplatil, jinak by se při vypařování koncentroval uvnitř baryonový náboj. Naštěstí je teoretická možnost narušení symetrie mezi hmotou a antihmotou při dostatečně vysokých teplotách všeobecně dobře přijímána a snad to bylo i věrohodně dokázáno. Tato věc není považována za cosi nepřípadného, protože ji potřebuje i standardní model VT pro vysvětlení původní nepatrné nesymetrie mezi baryony a jejich protějšky v raném vesmíru. Podobný problém mají i černé díry, ale tam není mechanismus likvidace baryonového náboje zřetelný ani příliš potřebný kvůli singularitě.

V modelu kolapsaru je to poměrně jednoduché. Padat dovnitř může cokoliv (kromě čd), bez ohledu na baryonové číslo. Jakmile se akretovaná hmota deceleruje a uvede do stavu TD rovnováhy s horkou vnitřní hmotou (říkejme tomu tomuto procesu "proces zapadnutí a termizace") bude už v tomto okamžiku probíhat srovnání baryonového čísla resp. hustoty jeho nositelů v místní plasmě, protože zřejmě i tento parametr je součástí TD rovnováhy při dané teplotě a kdyby tomu tak nebylo, znamenalo by to, že stavový popis hmoty za velmi vysokých teplot by nebyl jen funkcí teploty, ale i druhé veličiny -toho baryonového čísla.

Při vypařování pak odlétají převážně fotony a jiné částice s nulovou mo. Relativní přebytek baryonů se pak opět udržuje na rovnovážné hodnotě až do případného úplného vypaření KOL.

Tím nevzniká problém v kolapsaru, ale z hlediska vnějšího vesmíru se chová KOL jako likvidátor baryonů (ostatně u čd se předpokládá obdobný efekt). Ke kosmologickému významu tohoto se vrátím později.

/12/ DĚJE PŘI AKRECI, ZACHYCENÍ TOKU HYBNOSTI

Je možné vznést otázku, co se děje s tokem hybnosti hmoty, jdoucí dovnitř kolapsaru. Z hlediska jednotlivé částice to bylo vysvětleno, ale ne globálně.

Při pádu částice a interakci se zářením u vnější vrstvy kolapsaru se musí předat hybnost částice tomuto prostředí. Protože toto prostředí je tvořeno hmotou, která původně také spadla shora, musí existovat mechanismus, zachycující celkový tok hybnosti, svázaný s akretující hmotou. Odpověď na tuto otázku není jednoduchá a bude odlišná podle toho, jestli máme na mysli, jak se hybnost zachycuje ve vrchní slupce, anebo jak se zachycuje globálně.

Nejprve k té slupce. Pád nějaké hmoty dovnitř nezpůsobí nárůst teploty v ní, i když by se to mohlo zdát přirozené. Přece tam vnese ohromné spousty kinetické energie, připadající na jednotku klidové hmotnosti. Ale situace, kdy něco spadlo dovnitř, nenastala poprvé. Naopak a dokonce ani není jiná možnost, že zcela všechna hmota, tvořící vnitřek kolapsaru včetně vrchní slupky musela projít stejným procesem pádu, decelerace a TD vyrovnání s okolím. Vytvořila tedy podmínky, které se už dalším přísunem hmoty nezmění, protože se tím neděje nic nového. Už tam prostě bude tak vysoká teplota, že další hmota ji nezvýší. Protože tlak bude funkcí teploty, nedojde ani ke zvýšení tlaku. Je tedy namístě chápat to tak, že ta hybnost, jdoucí dovnitř se o ten vnitřní zářivý tlak ve vrchní slupce jednoduše "opře", aniž by ho zvětšila. Tím chci vyjádřit, že ta hmota s tou hybností se tam přidá takovým způsobem, který nezpůsobí zvýšení tlaku tak, jak to známe z přidávání hmoty k tělesům, které jsou stabilizované hydrostatickým tlakem. Ten tlak působí samozřejmě v celém vnitřku, s velikostí podle místní teploty, která by se neměla nějak výrazně měnit. V rámci celého objemu není tlak záření jediným faktorem stability kolapsaru. Jak bylo uvedeno dříve, tím je charakter transformace způsobený rozložením hmoty. Ta se přitom z globálního pohledu chová spíše jako volně inerciální a zářivý tlak ji fixuje hlavně lokálně i když globální vliv nelze zanedbat také. Proto i pro změny způsobené vnesenou hmotou je určující změna transformace jí způsobená. Odpověď je v pochopení transformace a hlavně její změny, způsobené akretující hmotou.

Globálně není představa nějakého vnitřního hydrostatického tlaku, který by působil jako reakce proti vnějším tlakům správná. Ze zkušeností s nerelativistickými kolapsy hmoty může vznikat sugestivní dojem, že spadnutí něčeho dovnitř (např. kulově symetrické slupky) musí vyvolat cosi, jako hydrodynamický ráz, který si v idealizovaném případě představujeme, jako tlakovou vlnu, šířící se dovnitř. Tak tomu zde vůbec není. Až na lokální a přechodné fluktuace v kulové symetrii, způsobené nepravidelnostmi v přísunu hmoty, nevznikají akrecí žádné přídavné tlaky a rázy. Akretovaná hmota nanejvýše zabrání radiaci dosavadního povrchu, ale jen tak, že se jím stane sama a tím převezme jeho roli, dokud nebude přikryta další vrstvou, nebo se sama nevypaří. Panuje zde tedy pro tok hybností v každém okamžiku jakási rovnováha mezi rozměry kolapsaru a bilancí energií i hybností. Nakonec ta hybnost je tak svázána s energií padající hmoty, že to nemá smysl oddělovat.

V případě nulového přísunu hmoty směřuje tok hybnosti i energie směrem ven a realizují jej fotony teplotního záření kolapsaru, čímž dochází k jeho vypařování. To probíhá od vrchní slupky, po jejím vypaření se odkryje vrstva, která převezme její roli. Toto "sloupávání" (vrstvy jen pro představu, jinak jde o kontinuální procesy) má za následek pouze to, že se snižuje činitel X a se zmenšováním rozměrů kolapsaru se zvyšují jak fiktivní, tak i reálné hustoty.

Naopak přísun hmoty větší, než vypařování a její ukládání při povrchu způsobuje prohlubování potenciálové jámy. (Protože každá slupka je gravitátorem, jež přispívá k „X)" Přísunem hmoty dochází k růstu R a zvětšení vnitřního objemu. Tento přírůstek vnitřního objemu se realizuje při povrchu doslova tak, že se tam objeví v důsledku přidání hmoty.

Zajímavý je důsledek faktu, že fiktiví (zevně nahlížená) hustota slupky klesá se čtvercem poloměru kolapsaru. Skutečná (lokální) hustota slupky se sice bude od fiktivní lišit, ale charakter jejího poklesu s růstem R kolapsaru musí být obdobný jako u fiktivní. Z toho plyne, že vnitřní prostor kolapsaru sice na okrajích stále roste vnější akrecí, ale přidávaný prostor se vyplňuje hmotou o stále nižší hustotě.

Z toho plyne možnost, že ta vnitřní hmota se při absenci, či nízké hodnotě přitažlivosti uvnitř, tedy přibližně při vlastní volné inercialitě, bude uvnitř kolapsaru snažit vyrovnat svou zářivou hustotu od středu k okraji. A realizace této snahy může z pohledu centrálního pozorovatele vypadat stejně, jako expanze, pozorovaná v našem vesmíru. To je legrační, že? To vlastně znamená oživení představy expanze jako výbuchu, při kterém neexpanduje prostor, který je již fixní a hmota se OPRAVDU centrálně rozlétá jakoby z nějakého místa kde byla nahuštěna. Samozřejmě to místo nahuštění nebylo nikdy bodové. Vždy mohlo jít o přesun z nějak velké oblasti do oblasti větší. Pokud akrece hmoty je víceméně trvalá, bude trvalá i expanze. Jak moc bude trvalá z kosmologického hlediska záleží na kosmologickém modelu -pokud bude časově neohraničená, bude neohraničená i takto pozorovaná expanze pro aktéry tohoto děje.

Vnější slupka je prakticky statická při rovnosti toků ven a dovnitř. A tak i když se každý kus padající hmoty musí zcela decelerovat na úrovni vnější slupky (přesněji řečeno tehdy, když se jí stane), další padající hmota převezme roli vnější slupky a hmotu pod sebou tím posune do místa, podrobeného postupné transformaci (růstu vlastních radiálních vzdáleností, což spolu s důsledky aberace znamená lokálně téměř izotropní expanzi . Ani při pádu velkých koncentrovaných kusů hmoty (např. neutronové hvězdy), nehrozí, že by vznikl horizont. Hmota přeci padá do již předem "připraveného" expandovaného prostoru a sama k této expanzi přispívá okamžitě, jak se tam objeví. Tento děj není omezen limity vlastností hmoty. Prostor se může dilatovat neomezeně.

Konkrétní příspěvek určitého množství hmoty po jejím dopadu si lze izolovaně představit jako mírné zvětšení celého vnitřku a současně odsunutí veškeré vnitřní hmoty dále od vnějšího pozorovatele, protože se (se zpožděním) zvětšily vlastní vzdálenosti k libovolným místům vnitřku. Po zapadnutí tohoto kusu hmoty a ustálení se bez další změny hmotnosti kolapsaru vnitřní expanze zastaví. Pokud by měla být trvalá, musel by být trvalý i tok hmoty dovnitř, což je ale rozumně splnitelné.

Děj je potenciálně vratný, při poklesu toku akretující hmoty pod hodnotu toku, tekoucího ven se expanze změní v kontrakci, která probíhá dovnitř opět se zpožděním a to, zda nastane, závisí na vnějších podmínkách. Tedy na bilanci mezi toky dovnitř a ven.

Pokud by nám šlo jen o to, aby nevznikla čd, dal by se čistě teoreticky sestrojit kolapsar i bez uvažování decelerace, tj. ze zcela volně padající hmoty, jejíž hybnost by se nijak nezachycovala. Tím, že padající hmota si v daném rozložení svou přítomností okamžitě vytváří prostor pro svou existenci v takové míře, že to nejen nevede k její koncentraci, ale dokonce k lokálnímu řídnutí, by se dalo i říci, že není nutné, tu hybnost obecně nějak zachycovat. K tomu, aby nevznikla čd není nijak nutné, aby ta hmota byla uvnitř decelerována a lokálně "fixována" nějakým hydrostatickým tlakem.

Vnitřní transformace s expanzí prostoru atd. by probíhala obdobně, protože pro ni je podstatná přítomnost hmoty v daných místech a ne to, jestli se pohybuje. Pohyb by měl vliv na rychlost změny, ale v tomto případě by se dalo dokázat, že to bude limitovat k té "superdíře se z->1, definovanou v článku "z=1" což je idealizace kolapsaru. Vznikal by tam problém s udržením konfigurace pole na okraji, protože tam je potřeba trvalá přítomnost hmoty. Ta by se v případě volně padající hmoty dala zajistit pouze tak, že bychom proud hmoty, navíc zcela přesně dávkovaný museli pouštět zvenku dovnitř. Dopadlo by to tak, že by rychlost růstu takového objektu musela být velmi vysoká. Vedlo by to k podobné divergenci, která se ukázala při užití čistě radiálních fotonů za účelem jejich významné gravitace v mezní slupce. Přerušení, nebo jen snížení toku hmoty by mělo za následek téměř okamžitě vznik horizontu tj. vznik čd a zhroucení celé konstrukce shora dovnitř rychlostí světla do čd.

Tedy pravděpodobně by to asi tak mělo být, protože tohle už je čirá spekulace, prováděná s vědomím, že to stejně nemůže být pravda z jiného důvodu. Hmotu nelze oprostit od jejich vlastností a pak se ptát, jak se bude chovat, tj. jaké bude mít vlastnosti. Rozumný výsledek dává jen zahrnutí reálného chování hmoty, tedy toho, že dle zákonů kvantové fyziky interaguje, tvoří vysokoenergetické plazma a prostředí s vhodnými podmínkami pro deceleraci padající hmoty a září i navenek. Tak za "cenu" jediné změny v chování objektu navenek ve srovnání s čd, tj nutnosti možná i silně zářit, lze sestrojit objekt -"kolapsar", který není černou dírou. Ostatními vlastnostmi ji plnohodnotně zastoupí. Takže svojí teorií sice beru pouze některým fyzikům jejich oblíbenou hračku, ale ne to, co je potřeba k fungování procesů důležitých pro chod vesmíru.

To, že k fungování modelu je nutné počítat s interakcemi hmoty a bez nich to nedává smysl je vlastně to nejlepší. Zahrnutí kvantové fyziky do modelu KOL se tím stane nutným a přitom naprosto přirozeným krokem. Že čistě klasické polní hledisko OTR není dostatečné, není způsobeno principiální neúplností OTR, tím spíše, že tu nevzniká žádný konflikt. Je to prostě důsledkem faktu, že komplexní jevy nutno vysvětlovat taky komplexně. To je pro OTR dobrá zpráva.

Tento článek může působit poněkud neuspořádaně, snad to časem zformuluji lépe. Pochopení toho, co se v kolapsaru děje je dost složité a odlišné od jednoduchých jevů, na které jsme zvyklí z teorie černých děr. Tady je opravdu nezbytně nutné rozvinutí a užití abstraktní představivosti, vedené ovšem přísně v mantinelech možností, daných fyzikálními zákony. Naopak s matematikou zde alespoň pro začátek příliš nepochodíme, protože nejdříve musíme vědět a kvalitativně pochopit, co se tam děje, co chceme počítat a pak teprve můžeme něco počítat. Jenže k tomu, aby to začalo dávat smysl, se toho děje poměrně dost najednou. Těžko to vyjádřit formulí. Ani to sám neumím a tak se do toho nepouštím.

Formalismus OTR zaručí matematickou správnost, ale nemůže nám sám o sobě pomoci při rozhodování o tom, která z matematicky rovnocenných možností odpovídá fyzikální realitě. A těch možností je mnoho. Dosavadní rozvoj OTR a toho, co se v oblasti výzkumu čd udělalo, působí sugestivním dojmem, že bez matematiky nelze dát ani ránu a dokonce, že se lze nechat matematickým formalismem vést.

To by mohla být pravda jen za jistých předpokladů. Tedy takových, u nichž jsme si jisti, že platí. Celá teorie černých děr je čistým formalismem a stojí na předpokladech, jejichž jistota je jen zbožným přáním. Je z principu neověřitelná a nevyvratitelná, takže ji lze jen opustit, což je samozřejmě vhodné učinit až se najde něco lepšího. Existenci horizontu nelze dokázat z důvodu, že pokud je, tak se od něj nelze vrátit ani z něj dostat nějakou informaci. Když nic jiného, mohu alespoň já tvrdit, že je falešný ve věrném provedení, i kdybych o principech vnitřní stavby nenapsal ani čárku. Nebo se mýlil. Naopak ale, pokud někde horizont není, jeho fyzická nepřítomnost je očividná a dokazatelná.

Teorie čd mohla být vypracována díky zjednodušením, která jsem výše nazval "triviálností ve smyslu zadání". Ani to jinak nešlo, protože s představivostí tam nepochodíme. Zkuste si fyzikálně představit skutečnou existenci imaginárních jablek. Můžeme mít představu čistě matematickou, to po absolvování kursu matematiky komplexní proměnné není problém, ale pokud nám jde o chápání světa, je nutné mít představu fyzikální. S čistou matematikou jsme lodí bez kormidla, protože se ztratíme ve spleti matematických možností, kterých je nekonečně více, než možností fyzikálních. Opakuji,že samotná matematika nám nedává kritéria k rozhodnutí o tom, co je reálné fyzicky a co je pouze matematickou konstrukcí. A o popis fyzikální reality přeci jde především, ne?

/13/ VOLNÝ PÁD POZOROVATELE DO KOLAPSARU

Definujme si nejprve padajícího pozorovatele (dále v textu jen "PP") jako nehmotný bod s ideální schopností vše registrovat, který je spřažen s nějakou elementární částicí o nenulové m0. Foton nelze použít, protože v jeho vztažné soustavě splývá časový sled jeho zážitků do jednoho bodu. To by možnost představy značně ztížilo.

Kolapsar (zkráceně KOL) budiž stále, jako v předchozím nerotující, kulově symetrický a s možností toku energie ven, i dovnitř. V souladu s předchozími vývody předpokládejme významně dilatovanou vzdálenost ve směru poloměru už těsně pod povrchem.

Toto bude výklad zážitků, které při zapadnutí do KOL pozoruje PP. Ten si bude při pádu všímat dvou věcí:

-hustoty energetického toku (tedy teploty, popř. tlaku záření)

-vývoje velikosti zorného úhlu vizuálního okraje horizontu kolapsaru, tedy alfa_K, popř. jeho doplňku alfa_V vlivem aberace.

Při nejprve volném pádu bude PP pozorovat růst intenzity a to dokonce ze dvou důvodů současně: (zde se opakuji, bylo vyloženo dříve) -jednak fotony, potkané níže, zde mají vyšší energii, neboť ji letem vzhůru ztrácejí. (to vzhledem k statickému pozorovateli)

-jednak bude růst dopplerovský modrý posuv daný stále se zvyšující rychlostí pádu v daném místě. (oproti statickému pozorovateli)

Výsledný růst intenzity bude funkcí obou činitelů. S užitím pomocné představy přítomnosti statického pozorovatele, ke kterému tu transformaci můžeme vztáhnout, snadno nahlédneme, že to bude prostý součin.

Přitom činitel relativistické transformace X, jemuž jsou úměrní oba činitelé je velmi vysoké číslo potenciálně rostoucí nade všechny meze. K tomu, aby hustota i tlak dosáhly pro PP hodnoty z hlediska naší představivosti významné (a libovolně vyšší) stačí vzhledem k definici Rg jen to, aby intenzita navenek byla nenulová. Z toho plyne, že tlak záření musí v určité hloubce začít působit z hlediska padající částice jako významný decelerační faktor. To zatím stačí.

Nyní se vraťme k druhému pozorovacímu úkolu, k aberaci zorného úhlu, s jakým je vidět okraj falešného horizontu KOL, tj. alfa_K jako funkci jednak rychlosti pádu a jednak rychlostní diference oproti pádu zcela volnému:(označme Vdif.). Vdif. je rychlostní diference (rozdíl s ohledem na relativistické skládání ) mezi aktuální rychlostí pádu a rychlostí, jaká by měl PP ve stejném místě při pádu zcela volném. Vdif. je tedy mírou decelerace.

Při pádu PP samozřejmě bude jeho rychlost v blízkosti kolapsaru růst. Podstatné věci se budou dít teprve v těsné blízkosti kolapsaru, kde bude rychlost limitovat k c, a to dle našich měřítek velmi těsně. Nejprve rozeberme aberaci obecněji bez předpokladu úplného zastavení pádu, ale při takovém zpomalení, že rychlostní diference Vdif. začne být relativisticky významná. Tato aberace bude mít opět dvě složky:

-statická (gravitační) složka byla definována při pokusu s lanem, kde se mohla projevit jako jediná.

-dynamická (rychlostní) složka, která přistupuje jako důsledek stále rostoucí rychlosti pádu.

Pro způsob superpozice na složku statickou možno opět užít představu, že PP nejprve stojí, registruje statickou. složku, pak rychlost získá a ta rychlostní se natransformuje na tu statickou, jakoby ta byla obrázkem viděným v rovném prostoru. (princip ekvivalence)

Dynamická složka je definována ve speciální TR a v našem případě bude působit tak, že všechny pozorované zorné úhly budou kontrahovat k ose ve směru rychlosti pádu. Bude tedy působit proti složce statické, bude gravitačnímu uzavírání bránit. Obě složky budou mít při zcela volném pádu stejný řád růstu budou se tedy navzájem kompenzovat. To je vzhledem ke společné příčině obou složek, totiž gravitačnímu poli, logické.

Ke stejnému výsledku lze dojít i přímo aplikací principu ekvivalence, dle něhož by měl být vývoj zorného úhlu při volném pádu zhruba takový, jako by se pozorovatel blížil ke sféře horizontu jako ke kouli v obyčejném prostoru. Ale rozdělení na složky umožňuje vidět vliv každé zvlášť. V tomto případě by tedy ke kýženému efektu, tedy vizuálnímu uzavření výhledu ven, resp. jeho limitaci k malé hodnotě, jako při spouštění lanem samo o sobě nedošlo.

Je zde však decelerační účinek, vyjádřený jako Vdif. tj diferenční rychlost oproti volnému pádu. Tato rychlost by způsobila významný efekt na zorný úhel, kdyby ji mělo těleso, letící v rovném prostoru. Podle principu ekvivalence se uplatní stejně i v našem případě. K dosažení relativisticky významné Vdif. je třeba, aby interagující fotony z KOL pro interakce s PP měly relativisticky významně vyšší energii, než činí jeho klidová hmotnost. Tato podmínka je splněna s velkou rezervou, (viz výše) je úměrná kvadrátu X, kde X roste potenciálně k nekonečnu. Významná Vdif. ovšem způsobí pro PP výrazné převládnutí gravitační složky a uzavření výhledu, tedy limitaci alfa_V k malé hodnotě.

Je vidět, že k tento efekt začne být výrazný i před úplným zastavením pádu. Tím, že pád přestal být volný, začal se postupně uplatňovat efekt shlédání dějin vesmíru tj především co se týká přísunu hmoty, s odpovídajícím oteplením záření, přicházejícího z výhledu.

Čím vyšší Vdif., tím vyšší oteplení tohoto záření zvenku. (opět -při zcela volném pádu by jeho teplota pro PP nerostla)

Ale protože teplota falešného. horizontu roste rychleji, (teprve při úplně statickém zastavení pádu by byl poměr teplot stejný, jako pro vnějšího klidového pozorovatele), zůstane prozatím disproporce ve výsledném tlaku záření, který bude mít výslednici, směřující ven, či dovnitř podle okamžité bilance toků energie kolapsaru. A tato výslednice se zachová i v okamžiku úplného zastavení. Bude jen malá a bude funkcí relativní velikosti výhledu a poměru energetických hustot záření falešného. horizontu a výhledu. Může se tedy i reverzovat, pokud tok energie dovnitř je vyšší, než tok ven. Současně se vzhledem ke konečné velikosti X zastaví pokles velikosti zorného úhlu výhledu ven na velmi malé, ale nenulové hodnotě.

Pokud nedojde k dalšímu přísunu hmoty, která roli "vnější slupky" převezme, bude tato výslednice hrát roli příčiny vypařování vrchní slupky, jejíž jsme v okamžiku zastavení součástí. Jinak řečeno, nebude li za námi nic padat, bude se nám pobyt v oblasti vrchní slupky kolapsaru jevit jako pobyt v dutině vyplněné zářením, která má malý otvor ven. Pokud se má vrchní slupka vyzářit, jsme první na řadě, existujeme přeci ve formě záření té dutiny a nahlíženo zvenku jsme nejvrchnější součástí vrchní slupky.

Naopak při dalším přísunu hmoty zvenku se tato hmota zastavuje a skládá do vnější slupky nad námi (to z hlediska vnějšího pohledu) a svou přítomností nám cloní výhled ven (protože z vnitřního pohledu se ukládá mezi nás a výhled). Při jejím dostatečném množství jej zacloní zcela. Nazvěme to, co dosud probíhalo procesem ZAPADNUTÍ PP DO KOL, protože jeho další způsob existence v KOL už bude zcela postrádat prvky pádu v jeho běžném slova smyslu.

Shrnuto: PP se zapadnutím do KOL dostal do prostředí s nesmírně vysokou hustotou energie, se kterou se po zastavení pádu dostane do TD rovnováhy. Po ustavení rovnováhy bude kolem sebe zjišťovat (vzhledem ke své idealizované pozorovací schopnosti, jinak to dohlednost nedovolí) izotropii na velkých škálách a radiant (výhled) přestane být poznatelný. Situaci je možno přirovnat k podmínkám, panujícím v našem vesmíru krátce po velkém třesku, nejspíše hadronové éře. Záření falešného. horizontu KOL odpovídá tehdy ještě nevychladlému RZ (reliktnímu). Toto záření je tepelné záření hmoty, která spadla do KOL před PP. Protože sama dříve absolvovala uplatnění mechanismu zbrzdění a nic ji nenutí "padat do singularity", setrvává v prostoru ve stavu horké plazmy v TD rovnováze.

To, co ji tak zahřálo, je činitel X -každá přilétající částice získá v etapě volného pádu dostatek kinetické energie, o jejíž část se následně podělí s ostatními. Ony ostatní však absolvovaly totéž již předtím, takže na každou z nich připadá vysoká energie. Dalo by se tomu říkat ohřátí gravitační kompresí. Jen pro představu -pád do potenciálové jámy, představované staticky stabilní neutronovou hvězdou způsobí ohřev řádově miliardy stupňů a to přitom došlo z hlediska vnitřního pozorovatele k navýšení efektivní hmotnosti kolabujících částic menšímu než je klidová hmotnost. To je ten přebytek energie, co nám to tak ohřál. V případě kolapsaru jde o pád do jámy hluboké tak, že poměr efektivní ke klidové hmotě zúčastněných částic je velmi vysoké číslo. (to X)

Co se bude dít dále? Byla zde zmínka o "shlédání dějin" v soustavě vnějšího vesmíru, na něž máme zpočátku výhled o malém, ale nenulovém zorném úhlu. Z tohoto "filmu" bude pro nás, coby pozorovatele nejpodstatnější zrychlení dějin přísunu hmoty z vnějšku za námi. Protože ta hmota bude mít tendenci zůstávat spíše nad námi (slupky se nemíchají), bude přebírat funkci "nárazníkové zóny" pro další hmotu a jednak nám bude clonit výhled, jednak bude svou hmotou přispívat k činiteli dilatace, čili bude skalární potenciál našeho místa posunovat do nižších hodnot, resp. zvyšovat únikovou rychlost z našeho místa ven.

To má ovšem za následek další "zrychlování filmu" (ale pravděpodobně již ne tak výrazného, jako při "zapadnutí") -děje kdy prakticky proces růstu kolapsaru, který v soustavě vnějšího vesmíru trvá velmi pomalu, popř. dle charakteru vývoje vesmíru až "do skonání věků", se nám bude promítat s nesmírným zrychlením. Tím, spolu s účinky mezilehlé hmoty se také nejdříve poněkud málo, později téměř dokonale vyhladí případné nerovnoměrnosti v rychlosti přísunu hmoty. Toto zrychlení nebude ovšem nekonečné, neboť X je vždy konečné. To je pro subjekty, přihlášené k trvalému pobytu v KOL velmi důležité, protože se tím vylučují konce času, známé z teorie padání do čd.

Dále bude růst činitel dilatace od naložené hmoty nad námi, který začne progresívně expandovat i prostor mezi námi a výhledem. I to přispěje k dojmu téměř dokonalé izotropie okolního prostoru, protože expanze vnitřního prostoru kolapsaru (pod námi) bude mít nakonec vizuálně stejný charakter, jako expanze prostoru nad námi. Výhled ven přestane být pro naložení další hmoty poznatelný, horizont kolapsaru (ovšemže falešný a falešným býti nadále nepřestávající) bude se jevit všude kolem nás.

Stačí si uvědomit, že horizont reprezentuje pozorovateli oblast prostoru s dříve kolabovanou hmotu. Aberace, čili uzavírání horizontu, způsobí, že to, co viděl z dálky ve směru pod sebou, vidí nyní prakticky ve všech směrech krom výhledu. Ten ale izotropii nenarušuje, protože přestává být s růstem KOL díky naložené hmotě poznatelný. PP tedy musí vidět, že expanze má charakter, který je ve srovnání s dokonalou izotropií jen nepatrně narušen. Přesto všechno samozřejmě směr k výhledu, tedy ven, zůstane z topologického hlediska trvale význačným směrem v tomto vnitřním vesmíru -vnitřku kolapsaru. Další pobyt v kolapsaru při trvalé vnitřní expanzi (trvalý přísun hmoty) má tuto prognózu: snižování hustoty energie v prostoru v dlouhodobém výhledu teoreticky až k nule.

Co se děje s velkým kusem padající hmoty? Jednotlivá padající částice je bez problému, pokud jde o možnost vzniku čd. Ale co větší kusy? Je nutno si uvědomit, že cokoliv padá dovnitř, padá do již nějak dilatovaného, tedy připraveného prostoru. Současně se svou přicházející hmotností na další dilataci okamžitě podílí.

Také se setkává s takovou hustotou energie, která zaručí bleskovou termizaci a rozpad jakkoliv kompaktní struktury. I jádro neutronové hvězdy se tímto nárazem rozpadne a jediné, k čemu dojde navíc oproti pádu izolované částice je přechodné narušení kulové symetrie. Jinak se na to můžeme dívat, jako na rychlejší přísun hmoty. A v principu je jedno, zda do kolapsaru padá hmota pomalu, či rychle. Z hlediska možnosti vzniku čd z kolapsaru je to ZCELA stejné. V tom mechanismu, který provádí transformaci prostoru v závislosti na rozložení hmoty žádné zpoždění není. Alespoň lokálně. A ekvivalentní teploty, resp. hustoty energie, působící deceleraci jsou v okamžiku střetu tak vysoké (úměrné kvadrátu X), že proti tomu cokoliv jiného je nicotné.

Jiná otázka je, kdyby padala dovnitř černá díra. Tady je očividně nutno konstatovat, že teorie kolapsaru je s možností reálné existence černých děr neslučitelná. Je zřejmé, že případná čd by všechnu hmotu kolapsaru požrala zevnitř. Tím by se ztratila možnost, že by kolapsar mohl být pro vnitřní pozorovatele kosmologickým modelem i když navenek by se to tak dramaticky neprojevilo. Jsme přeci na tu představu zvyklí. I když jak kdo. Já si již odvykl a tvrdím, že černé díry nejsou. Není to věc pouhého vkusu, není to tím, že se mi čd nelíbí ani nepochybuji o formální teoretické správnosti jejich popisu. Teorie kolapsaru nejen, že činí čd zbytečnými a jejich vzniku odnímá punc nutnosti. Plyne z ní do značné míry přímo nemožnost jejich vzniku. Viz též kap. /**/ "scénář gravitačního kolapsu".

/14/ VZTAH MEZI KOLAPSAREM A VESMÍREM

Po zapadnutí do KOL uvidí PP izotropní rozpínání prostoru ve stejném smyslu, jako pozorujeme rozpínání prostoru našeho vesmíru. TÍM JE MOŽNO POHLÍŽET NA KOLAPSAR JAKO NA OBJEKT, KTERÝ JE RANÝM VESMÍREM.

Tato myšlenka není nová. Možnost tzv. dětských vesmírů právě v souvislosti s kolapsem hmoty do černé díry je dosti diskutovaným tématem. Při současném náhledu na černé díry jsou to však spíše málo konkrétní dohady, protože není jasné, (v tom kontextu) jak může dojít k expanzi hmoty, uvězněné v singularitě všemocnou silou gravitace. A tak se berou na pomoc možnosti rozvinutí dalších skrytých prostoročasových dimenzí, kam by mohlo expandovat falešné vakuum, zavádí se komplexní popis pro naději, že snad v imaginárnu nemusí divergovat to, co v reálu musí a když ani to nepomůže, lze se ještě, zvláště když se to tak osvědčilo při mudrování o principu kosmické cenzury, dovolávat pomoci Boží.

Přitom je to prosté. Není třeba hledat žádné zvláštní způsoby, jak z KOL dětský vesmír udělat, protože KOL jím už z principu je. A není ničím jiným. Tento raný vesmír, pokud se dříve nevypaří (což by ale přesunulo vývoj jinam), má před sebou perspektivu dalšího vývoje, spočívající jednak v neomezeném přísunu hmoty z vesmíru našeho (včetně splývání obřích kolapsarů v pozdních stadiích) a jednak v tom, že se tento raný vesmír pro subjekty ve svém nitru rozpíná. Je možno stanovit míru intenzity tohoto rozpínání, jestliže akceptujeme, že platí jisté podobnosti a souvislosti.

Tak například tzv. míra otevřenosti. Ta již je stanovena jiným způsoben -jejím relativním vyjádřením je zorný úhel výhledu, který doslova vymezuje kudy se lze dostat ven a kudy ne, tedy jak je tento vesmír otevřen do svého vesmíru mateřského. Je to ovšem vymezení míry otevřenosti poněkud v jiném smyslu, než je zvykem, protože uznávané modely (Fridmanovy) nepočítají s možností jakéhosi "vně".

Toto spojení se nikdy zcela nepřeruší, nejde o obdobu tunelu červí díry. Úhel výhledu (alfa_V) může pouze limitovat k nule velmi těsně. Tím je paralelně dáno, která obdoba z modelů rozpínání platí. Vesmír bude otevřený. Doslova tak, že vnitřní vesmír bude otevřený do vesmíru vnějšího. Zároveň se to bude při pohledu zevnitř jevit tak, že míra expanze vesmíru v raném stavu bude zdola těsně limitovat k hodnotě kritické. Později se může od ní místně poněkud odchylovat jako důsledek nerovnoměrnosti přísunu hmoty -příčiny expanze (fenomenologicky variace v kosmologické konstantě). Míra limitace alfa_V k nule při pohledu zevnitř, míra dokonalosti průběhu namrzání akretované hmoty na průběžně rostoucí Rg při pohledu zvenčí a míra nastavení expanze ke kritické v raném stavu je jedno a totéž. Tím lze vysvětlit, proč je tomu tak i v našem vesmíru.

Proto vyslovuji hypotézu, že NÁŠ VESMÍR JE VE SVÉ PODSTATĚ OBŘÍ KOLAPSAR.

Náš Vesmír vznikl velkým třeskem, to ano. Jenže tento velký třesk lze chápat jako obraz procesu zapadnutí do KOL pro hmotu, která tvoří dnes pozorovanou oblast vesmíru (s námi). Žádná expanze z počáteční singularity. Nejvyšší hustota energie v prostoru nastala pro každého pozorovatele (a mohu si ho představit spjatého s každou částicí, která se účastní kolapsu) v okamžiku jeho zapadnutí, čili v okamžiku, kdy v jeho historii měl kolapsar nejmenší R. Pak už probíhající růst rozměrů a expanze musely způsobovat trvalý pokles teploty. Takže? Byl kdysi jiný vesmír, podobný našemu, platily tam stejné zákony, svítily v něm hvězdy, snad tam na některých planetách žili i nějací človíčkové a vlastně to - v principu ani nebyl jiný vesmír, ale totéž Universum, protože ten přechod k našemu proběhl se zachováním topologické, časové a všemožné jiné kontinuity, bez divergencí čehokoliv.

Vše tam bylo pomíjivé, jako u nás a tak hvězdy po čase kolabovaly do KOL, které dále rostly a vzájemně se slévaly, jako se slévají prameny a řeky, takže asi nemá velký smysl ptát se po tom, které praslunce dalo svým kolapsem vzniknout zrovna našemu zaprášenému vesmíru. Ten předchozí vesmír nicméně stále existuje, i když je už dávno ve stavu tepelné smrti a prakticky veškerá hmota, co v něm byla, napadala k nám, nebo do jiných KOL. Ty mohly existovat současně s naším jako jiné vesmíry stejné generace, ale stejně je jen otázkou času, kdy se spojí dohromady. (viz. úvaha KOL vnořené do sebe) Takže i ti človíčkové jsou již mezi námi. Přesněji hmota jejich těl.

Teorii velkého třesku jako popis vývoje vesmíru nenapadám. Jen z ní odstraňuji ten kus okolo singulárního začátku a nahrazuji ho něčím jiným -"procesem zapadnutí hmoty do KOL". Pokud by tato má teorie byla přijata, znamenalo by to pouze začlenění teorie VT do širšího kontextu. Eliminaci singulárního počátku lze přijmout s úlevou. Vždyť si s tím fyzika právem neví rady. Tedy snad kromě teorie superstrun.

Dnes převládá dojem, že doba čeká na nějakého intelektuálního supermana, který bude umět řešit soustavy tenzorových parciálních nelineárních diferenciálních rovnic analyticky a obecně skoro z hlavy a ještě mnohem víc, protože "jen" tohle by nestačilo, a s tímto duševním potenciálem, týmovou podporou ostatních nejlepších mozků a samozřejmě s využitím superpočítačů X-té generace (nezaměňovat s XTéčkama:-), protože bez obojího to prý dnes nejde, tu počáteční singularitu rozlouskne.

Prostě panuje taková optimistická představa, že ta singularita nakonec nějak půjde spočítat. Možnost, že singularity nejsou, je považována za vyvrácenou. Ale jedna z pošetilostí, kterou lidé stále znovu dělají, je očekávání, že vývoj vědy půjde podle toho, jak si to představují a chtějí. Přitom z historie vědeckého poznávání se lze opakovaně poučit, že nikdy nebylo vidět dál, než do první zatáčky! Dojem přímočarého postupu poznání vzniká až následně a je pouhým sebeklamem.

Vztah mezi vesmírem s jeho předpokládaným singulárním počátkem a černé díry se singularitou se dnes většinou chápe jako časově inverzní, jinak řečeno, jako principiálně totéž, pokud bychom u jednoho obrátili tok času. Tedy spíš se o tom dost mluví, nemyslím si, že by to někdo opravdu chápal. Zní to rozumně jen zdánlivě. Obracení toku času budí dojem, že něco podobného už známe z popisu mikrosvěta, ale tam jde o něco jiného. To, že popis chování elementárních částic může být symetrický pro oba směry toku času ještě neznamená, že při popisovaných procesech se skutečně směr času obrací.

Tady se však požaduje, aby pro jednotný popis dvou jevů v rámci jedné reality se směr toku času u jednoho z nich skutečně obracel, zatímco u druhého ne, právě pro potřebu toho protikladu. To je požadavek bezprecedentní. Jeho akceptováním se stavíme před nutnost najít zákon, vysvětlující jak se může změnit směr toku času, či dokonce téci oběma směry najednou. To fyzika dosud nezná a tak je toto vysvětlení z kategorie těch, co nic nevysvětlují. Navíc s černými dírami se předpokládá rozložení hmoty stylem singularita a okolo vakuum. K tomu lze jen těžko přiřadit jako inverzi to, co vidíme ve vesmíru -hmotu, rozloženou v prostoru.

/15/ ČASOVÁ RELACE A DALŠÍ SOUVISLOSTI

Při popisu procesu zapadnutí a nastavení počáteční hodnoty velikosti výhledu alfaV pro PP (padajícího pozorovatele) bylo uvedeno, jak probíhá časová relace mezi časem PP a vnějším vesmírem. (Říkejme mu metavesmír.) Okamžikem zapadnutí se pro PP nesmírně zrychlí děje ve vnějším vesmíru faktorem X ("shlédání dějin"). Tedy především to bude zrychlení pozorovaného přísunu hmoty z metavesmíru. On však vlastně bude pozorovat tento proces přísunu hmoty jen po určitou relativně krátkou dobu, protože ta hmota mu výhled zakryje a zároveň přispěje k expanzi, což způsobí, že výhled a hmotu dopadlou později bude pozorovat se stále větším rudým posuvem. To je z vnějšího pohledu ekvivalentní růstu vlastních vzdáleností k hlubším slupkám.

Naopak hmota, která se dostala do KOL mnohem dříve než tam spadl PP, mu bude splývat s horizontem KOL, jehož se PP stává součástí. Což viděl PP ještě před pádem. Svým vlastním padáním ji tedy nezačne dohánět, (dožene jen slupku, která je pro něj vrchní) jako ani jej nemůže dostihnout hmota, zapadlá výrazně později. (slupky se nemíchají, není tam obdoba konvekce, stejně jako její analogie v našem vesmíru) Zároveň hmota, spadlá později zakrývá výhled do metavesmíru.

Pokud zůstaneme po zapadnutí v TD rovnováze (plus-mínus nějaká ta místní fluktuace rychlosti), úhel alfa_V zůstane pro PP zafixován na hodnotě, jejíž velikost bude souviset s vlastnostmi hmoty, konkrétně se vztahem mezi interakcemi. Bude to souviset s tím, jaká je konkrétní intenzita záření kolapsaru navenek. Úhel výhledu by se mohl výrazně měnit pouze aktivní snahou o změnu polohy letem k výhledu, jako bychom se chtěli dostat zpět do metavesmíru.

Nazvěme to POKUS S RAKETOU o únik zpět: Museli bychom k tomuto manévru mít dosti paliva. Hypotetická fotonová raketa by ve shodě s principem, vyjadřovaném Ciolkovského rovnicí, musela dosahovat enormně vysokého poměru mezi počáteční hmotností a užitečnou nosností, neboť by se jednalo o únik z místa o skalárním gravitačním potenciálu, limitujícím k mezní hodnotě -0.5c2, což odpovídá únikové rychlosti téměř c.

Na této cestě bychom míjeli hmotu, zapadlou do KOL výrazně později z hlediska časového měřítka metavesmíru, ale hlavně, pokud by naše zrychlení nebylo dostatečné, nestačilo by to tempu přísunu. Protože se pro nás po zapadnutí (a tím spíše při pokusu o cestu zpět) enormně zrychlí čas mateřského vesmíru, znamená to, že proces jeho zestárnutí do tepelné smrti a současně proces přelití jeho hmoty do našeho KOL a jeho "vykrmení" na celkovou velkou hmotnost, proběhl v měřítkách jeho času relativně velmi rychle.

Proto lze tento proces ztotožnit s tím, čemu se říká Velký třesk. Ten je v souladu s pozorovanými fakty přeci okamžikem, nebo jeho intervalem, kdy se "zde" "nějak" objevila hmota celého pozorovaného vesmíru a od té doby probíhá (s diskutabilní úspěšností) jen její další vývoj. Dnes musí být metavesmír tak nesmírně rozlehlý a pustý, že si o tom lze stěží učinit představu. A my v pokuse s raketou, snažící se vrátit, nejspíše neuspějeme. Zjistíme, že se cíli vzdalujeme, ledaže bychom měli k dispozici navíc téměř neomezené zrychlení.

Snad by byla nějaká naděje na úspěch, při pokusu o návrat co možno nejdříve, ale takto ne. Kdybychom nevěděli, jak to bylo a chtěli se nyní spolehnout jen na to, co můžeme vidět, klidně bychom si mohli z pozorování pseudoizotropie myslet, že jsme se "nějak" octli ve vesmíru, který vznikl před konečnou dobou a vznikl velkým třeskem z nulového rozměru. A že žádný metavesmír neexistuje.

Zde je tedy odpověď na otázku, co bylo před Velkým třeskem. Na otázku, jejíž pouhé položení je dnes důvodem ke shovívavému úsměvu nad naivním selským rozumem tazatele. A odpovědí je na více otázek. Shrnu to hlavní:

-zdůvodnění blízkosti ke kritické míře expanze, nutnost tepelné smrti vesmíru, v jistém smyslu platnost de Sitterova- Einsteinova modelu pro expanzi, ne topologicky, ale pokud jde o blízkost kritické míře expanze a též převažující plochosti prostoru. Vesmír je vždy mírně otevřený. Jestliže má platit principiální totožnost horizontu KOL i vesmíru, neobejde se to bez korekcí kosmologického modelu: zahrnutí možnosti "vně" do popisu a hlavně vyloučení nadsvětelných rychlostí za horizontem, který nelze předpokládat jako skutečný v konečné vzdálenosti (viz dále úvaha s balónkovým modelem vesmíru v čl. o horizontu).

-Kosmologická konstanta dostává konkrétní vysvětlení. Až na to, že to není konstanta, ale proměnná, neboť ji lze chápat jako vliv konkrétního průběhu akrece z metavesmíru a vnitřního sesedání slupek na radiální dilataci a tím expanzi prostoru prostoru v kolapsaru. Takže je funkcí časového průběhu akrece. Z toho plyne, že její velikost se může pohybovat v širokých mezích a nelze ji sestavovat jen z fundamentálních proměnných.

-nepotřebnost a možnost vyloučení všech singulárních stavů, divergence jakýchkoli fyzikálních veličin, nadsvětelných rychlostí za horizontem vesmíru, či KOL, časové reverzace, topologických nespojitostí a defektů. Je pouze jeden spojitý prostoročas. Zbytečná je patrně i inflační teorie, komplexní popis a mnoho dalšího. Vcelku je teorie kolapsaru přes překvapující pohledy velmi střízlivá.

K možnosti topologických defektů je třeba říci toto: Přes všechny přehršle matematických možností popisu různých topologických podivností zůstává kardinální otázkou, jak těchto stavů docílit. Přijetím předpokladů o možnosti vzniku černých děr se stalo, že vše se zdálo být možné. Ovšem, pokud vznik čd a horizontů vyloučím, tak tím jasně a kompletně zavírám všechnu jedinou (byť tak zdánlivě všeobsažnou) možnost, jak by topologické defekty mohly vzniknout. Máme čtyři známé interakce. Ona je to možná dohromady jedna, ale to je jedno. Jen gravitace se zdála být schopnou "rozpárat prostoročas". Když to nedokáže ona, jiné síly to nesvedou.

-Izotropie na velkých škálách i pro čas (přesah přes cykl mezi generacemi vesmírů) dává možnost zavést pro universum tzv. DOKONALÝ KOSMOLOGICKÝ PRINCIP. Pokud je mi známo, tak se to dosud žádné kosmologické teorii nepodařilo. Cyklické teorie nelze uznat, protože nemají kontinuitu a ani nefungují. Mohlo by se zdát, že vzhledem k velkému množství jednotlivých kolapsarů, vznikajících ve vesmíru s možností samostatného vývoje vzniká divergence vývojových parametrů, která nepůsobí z estetických důvodů dobře, i kdyby to mohlo jinak fungovat. Je tu například riziko, plynoucí z drobení hmoty do stále menších soustav, takže by jí někdy nemuselo být dost pro vývoj v nějaké pozdní generaci. A hlavně by to bylo v rozporu s tou aspirací na D.K.P. K řešení tohoto problému je nutno vyložit, co pro vývoj této drobné divergence znamená zavedená podmínka téměř dokonale přesně kritické míry expanze. To objasní následující úvaha.

/16/ KOLAPSARY VNOŘENÉ DO SEBE

Při vývoji vesmíru (například našeho) do tepelné smrti dojde především nejprve k tomu, že naprostá většina hmoty, existující ve volném stavu, napadá do KOLapsarů, které zde průběžně rostou. (Nahraďme si černé díry z klasického scénáře kolapsary a je to totéž.) Občas se některý menší kolapsar vypaří, ale tím se pouze jeho hmota uvolní pro výživu kolapsarů ostatních.

Tyto KOL se budou současně postupně slévat a tímto procesem se budou snažit zaujmout svým objemem (z hlediska vesmíru kde rostou) co nejvyšší díl objemu z tohoto vesmíru. Ten se však současně rozpíná. Tyto "závody" jsou v rovnováze právě při kritické míře expanze. Je tomu tak zjednodušeně řečeno- proto, že v tomto případě by rychlost expanze klesla v nekonečném čase na nulu a tím by se alespoň v této limitě vytvořily podmínky pro splynutí KOL uvnitř.

Lépe: Kdyby se vesmír rozpínal s podkritickou hustotou, tedy rychleji, mohly by se KOL slévat pouze na počátku a co by nestihly v této době, už by nedohnaly, protože celkové sumární pravděpodobnosti jejich setkání by s postupem času limitovaly k nule i pro nekonečný časový interval sumace. Výsledkem by byl vesmír, kde by relativní objemový podíl kolapsarů na prostoru celkovém limitoval časem k nule. Naopak při nadkritické hustotě (tento případ je však nereálný, odpovídá pozici PP pod Rg, kterou nelze zaujmout) by muselo dojít k celkovému splynutí všech KOL v konečném čase, neboť v konečném čase by v tomto případě musel nastat velký krach.

Lze tedy říci, že "závody ve slévání" musí být nerozhodné právě pro kritickou míru expanze proto, že tato míra je na hraně mezi stavem, kdy převládne expanze u otevřeného vesmíru a stavem, kdy by převládlo slévání při vesmíru tzv. uzavřeném.

Tato úvaha obsahuje menší nekonzistenci, spočívající ve směšování popisů pro jevy ve Friedmanově vesmíru s rostoucími čd se zákonitostmi pro kolapsary. Protože jde o objasnění toho, jak fungují "závody ve slévání" mohu použít analogie mezi ději v kolapsarovém vesmíru a různě otevřenými Friedmanovými vesmíry s vnitřními čd.

Pro vývoj vesmíru to znamená redukci počtu KOL v úměře k jejich rozměrům a stáří vesmíru. Budeme li z hlediska pozorovatele v tomto stárnoucím vesmíru pozorovat tento proces až do nekonečné časové limity, uvidíme že nakonec spojením posledních dvou KOL z tohoto vesmíru vznikne jediný, ten však již nebude v tomto vesmíru, ale bude s ním totožný, stane se jím. Kdyby zůstal vnořený, znamenalo by to, že jedno množství hmoty generuje navenek (pro jiného, úplně vnějšího pozorovatele) dvě různě velké sféry o různých Rg, které jsou v sobě vnořeny jako matrjošky, což nelze pro přímou a jednoznačnou úměru mezi hmotností KOL a velikostí Rg, jak se jeví navenek.

Pro našeho pozorovatele to má ten důsledek, že i když dosud mohl v prostoru lavírovat tak aby se vyhnul pádu do KOL (i když při rostoucím podílu objemu, zaujímaného kolapsary v celkovém prostoru to je stále těžší, při teoreticky dokonale přesné navigaci by na to nepotřeboval žádnou energii), nyní se nevyhne pádu do KOL při jejich posledním splývání, protože prostor mezi kolapsary, kde se dosud pohyboval, těmi posledními splynutími zmizí. A na to, aby se přesunul do meta-vesmíru mu chybí energie.

Tato úvaha je trochu zjednodušená a tedy ne zcela přesná, protože toto by platilo, kdybychom si náš modelový vesmír omezili množstvím hmoty a předpokladem, že meta-vesmír je dokonale prázdný (a tím zcela izolovaný), aby už nemohlo docházet k dalšímu přísunu hmoty. V reálu je pravděpodobně nutno uvažovat bez tohoto omezení, což snadnou představu poněkud ztěžuje a uvažovat okamžiky konečných splynutí nemá smysl. Pokud není množství hmoty ve vesmíru omezené, nemůže být omezena ani hierarchická posloupnost vesmírů na nějaký poslední konkrétní člen i když z našeho hlediska tyto členy mohou splývat. Dokonalý kosmologický princip možno zavést. Počátek i konec procesu vývoje universa se ztrácejí v nekonečné posloupnosti generací vesmírů.

Universum (vše co jest), složené z nekonečné posloupnosti do sebe vnořených KOL (přičemž jejich počet s klesající hmotností roste), při vědomí faktu, že všechny úrovně hierarchie jsou jedním, topologicky spojitým prostoročasem, si tedy možno přirovnat ke fraktálu, který se dynamicky vyvíjí tím, že KOL na všech úrovních rostou přísunem hmoty do nich a vzájemným sléváním (což je vzhledem k absenci horizontů totéž i recipročně z hledisek zúčastněných KOL). Zároveň na úrovni nejnižší vznikají nové KOL grav. kolapsem soustav volných částic (normální hmoty hvězd v našem vesmíru). Naopak na úrovni nejvyšší je zmnožování KOL eliminováno procesem ztotožnění. To vše se odehrává na jevišti -prostoru, které je sice lokálně proměnlivé, ale v tom největším, absolutním měřítku neměnné.

/17/ KOSMOLOGICKÉ SOUVISLOSTI, HORIZONT, BALÓNKOVÝ MODEL

Od pokusu s lanem k horizontu vesmíru: Vraťme se na začátek k pokusu, kde při spouštění pozorovatele do KOL bylo nutno odebrat z navijáku skoro celý energetický ekvivalent jeho hmotnosti. Z hlediska VP (vnějšího pozorovatele) vlastně došlo k tomu, že do KOL byla dodána hmota o jisté klidové hmotnosti způsobem, který hmotnost KOL pro VP nezvětšil. Na konci pokusu přeci viselo na laně někde v prostoru uvnitř kolapsaru v klidové soustavě vnitřních pozorovatelů několik poctivých kilo hmoty o příslušném baryonovém čísle, čili z jejich hlediska tam tato hmota regulérně přibyla.

Zvnějšku nahlíženo se hmotnost kolapsaru prakticky nezvětšila, protože při velkém X jsme skoro celý její ekvivalent odebrali navijákem. Naopak, když tam ten kus necháme volně padat, tak se hmotnost soustavy zvětší o hmotnost toho kusu od okamžiku, kdy jsme ho soustavy zahrnuli a bez ohledu na vzájemnou polohu. V klidové soustavě KOLapsaru v místě zapadnutí má padající drobek hmotnost danou rychlostí pádu. Tato hmotnost se pro klidového pozorovatele v oblasti zastavení pádu realizuje jako odpovídající velké množství energie plus nějaká ta původní malá klidová hmotnost částic kusu. Stejně by to fungovalo s čd a spouštěním k horizontu.

Co to znamená? Jednak to, že hmotnost objektu není invariantní. To, co zvnějšku váží kilo, může ve vnitřní soustavě (tentokrát ne u čd) mít hmotnost hory. To už známe ze STR, kde ve vlastní soustavě má každá částice svou klidovou hmotnost, zatímco pro ostatní je ta hmotnost funkcí rychlosti. Zajímavější je to, že hmota KOL je pro vnějšího pozorovatele tvořena především kinetickou složkou energie hmoty, která tam napadala (a zůstává v pohybu), čili forma existence hmoty v KOL je taková, že podíl klidové hmoty částic na hmotnosti celkové limituje k nule.

Z hlediska vnitřního pozorovatele to vychází také tak, protože každá částice, přilétající zvnějšku je tak urychlena, že poměr klidové hmoty k celkové opět limituje k nule. Vezměme do úvah všechnu hmotu KOL s ohledem na její rozložení a pohybový stav, jak bylo popsáno dříve. Z té hmoty je navíc většina pro něj vzdálená, tedy urychlená a tedy s takto zmenšeným podílem m0. Ale z kapitoly o příčině expanze víme, že tato energie expanze je jen proměněná část energie hmoty, zahřáté na vysoké teploty pádem a decelerací. Přitom lokálně bude při vysoké teplotě poměr klidové hmoty v plazmě dán stavovou zákonitostí pro horkou plazmu.

Jestliže náš vesmír je v podstatě také KOL, mělo by platit i z našeho pohledu, že podíl klidové hmoty je v globálu zanedbatelný vůči hmotě (energii) celkové. Co k tomu říkají dnes uznávané kosmologické modely?

Tak tedy standardní model nám vesmír představuje bez jedné dimenze jako nafukující se balónek, jehož rychlost je dána konstantou (možná trošku proměnlivou) Hc. K tomu se dodává, že všichni vnitřní pozorovatelé jsou si rovnocenní (tzv. 1. kosmologický princip). Dále se bez důkazu předpokládá a uvádí jako jasná věc, že rychlost mezi nejvzdálenějšími a dokonce mezi mnohem bližšími body je nadsvětelná, a že tedy v konečné vzdálenosti od každého pozorovatele je horizont, který se vůči němu vzdaluje rychlostí c, takže to, co je dál, se vzdaluje rychlostí nadsvětelnou.

Prostor v modelu kolapsaru zevnitř si taky mohu představit, jako stěnu balónku. Z hlediska topologie by to nebyl izolovaný balónek, ale měl by někde hrdlo, kterým by byl napojen na "téměř"rovinu vnějšího prostoru, který by mohl být ve větším měřítku obdobným balónkem. Takže ten vnitřní je pouze jakousi vychlípeninou spojitého prostoru ( 2D plochy). Pokud bych si to představoval zvenku, tak by to pro absenci příčné dilatace nemohl být balónek, ale jakýsi chobot s velkým poměrem mezi délkou a obvodem, vytažený z roviny a mající dno.

Předpokládám, že v té balónkové analogii se budou vzdalovat protější, nebo nejvzdálenější body rychlostí podsvětelnou, byť velmi těsně. Potom tam přesně vzato nebude horizont, což je jiným způsobem opakované zadání KOL.

V takovém vesmíru by bylo teoreticky možno vidět na vlastní záda, neboť (vzhledem ke skládání rychlostí dle TR) ekvivalentní rychlost vzdalování zdroje obrazu (zad) pro pozorovatele nebude samozřejmě dvě c, ale bude opět podsvětelná, pouze se bude blížit k c mnohem těsněji. Navíc za dobu, nutnou k tomu, aby foton obletěl celý lokální vesmír, resp. vnitřek KOL, se tento zřejmě rozepne na mnohonásobek té velikosti, kterou měl v době vyslání obrázku zad. Fakt existence "hrdla" -spojení s vnějším, plošším vesmírem má na to vliv jen v nepatrně pravděpodobné možnosti nevidět svá záda ani teoreticky, když se budeme dívat do výhledu.

V tomto modelu vesmíru nebude existovat pravý horizont. Bude falešný. Z observačního hlediska je to však totéž, protože rychlost vzdalování nejvzdálenějších bodů by se blížila k C zřejmě tak těsně, že odpovídající rudý posuv technicky znemožní pozorování. Je zcela pravděpodobné, že reálná dohlednost při dnešních možnostech postihuje pouze nepatrnou oblast z celku. Stejná míra intenzity rozpínání pro všechny pozorovatele, jakožto první kosmologický princip zde zůstane, bude ale definována třebas jako vzdálenost L, kterou foton urazí pro získání jistého posuvu, např z=1, tedy poklesu frekvence na polovinu.

Pro vychladnutí na čtvrtinu musí foton proletět 2L, pro osminu původní f 3L atd. To by platilo, kdyby se během dlouhého letu neměnila Hc, jinak by se na to musela zahrnout korekce. K vychladnutí na nulu musí foton proletět nekonečně úseků L, je tedy horizont formálně v nekonečnu, prakticky neexistuje - je pouze klamem, daným nedokonalostí našich tech. možností. Nyní je možno se vrátit k původní otázce, jaký je ve vesmíru poměr mezi klidovou a celkovou energií částic hmoty v něm.

Ve Friedmanovském vesmíru s nadsvětelnými rychlostmi rozpínání nemělo smysl tuto otázku pokládat, protože tam jednak nepadá vůbec v úvahu možnost jakéhosi "vně", a i kdybychom si nějak uměle supervizorskou platformu definovali, stačilo by vzít libovolný pár částic o nenulové m0, jež se vzdalují právě rychlostí c a stačilo by to na to, aby jejich energie dle TR a tím i celého vesmíru vzrostla nade všechny meze. A co s nadsvětelnými rychlostmi? To nedává smysl. Dokonce je to problém, jehož řešení si vyžádalo ústup od obecné platnosti zákona zachování energie. Místo toho se tvrdí, že se zachovává pouze lokálně.

U kolapsaru je to bez problémů. Jednak je možno pojmout náš vesmír jako celek, na něž je možno podívat se zvenku i zevnitř a z pozice vnitřního i vnějšího pozorovatele to vychází v principu stejně. Jelikož většina hmoty ve vesmíru je vůči nám urychlena těsně k rychlosti c a to tím více, čím je dále od nás, zatímco jen relativně malý podíl hmoty, jež je v našem blízkém okolí, je urychlen málo, lze říci, že hlavní část energie vesmíru je v kinetické energii rozpínání a podíl klidové energie je, stejně jako u KOL při pohledu zvenčí- téměř nulový.

Tedy i toto musí mimo jiné platit, aby bylo možno tvrdit, že horizont KOL a vesmíru je v principu totéž. Je to i konzistentní s výchozími předpoklady, tedy jinak řečeno totéž, kdy je v KOL vyloučena možnost růstu gravitačního potenciálu nad hodnotu, která odpovídá únikové rychlosti=c. Pak nemohou existovat nadsvětelné rychlosti za horizontem jak KOL, tak vesmíru. Zavedením limitu c do Friedmanova vesmíru ovšem ještě nestačí pro přechod ke kolapsaru.

Vztah kolapsaru k Friedmanovu vesmíru po stránce topologické lze chápat i jako mírné narušení symetrie v izotropii. Zatímco dosud se předpokládala úplná izotropie vesmíru, kolapsar ji narušuje zavedením topologicky význačného, byť prakticky téměř neviditelného směru k výhledu ven. Takže lze Friedmanův vesmír chápat jako aproximaci oproti kolapsaru, ale aproximaci, ve které se cosi podstatného ztratilo, takže ji lze spatřit pouze z pozice kolapsaru. Obráceně to není vidět pro absenci toho podstatného.

Těchto narušení symetrií lze najít více (viz jinde), všechny plynou z teorie kolapsaru velmi přirozeně a některé jsou značně relevantní pro vysvětlení pozorovaných vlastností vesmíru.

Zpět na obsah | Další kapitola