Нужна ли физике сингулярность?

Правда

Есть мнение, что причины, по которым физики упоённо продолжают мучить себя сингулярностью, тогда как употребление кварковой жидкости позволяет снять симптоматику, трудно понять. Это несколько неожиданное мнение. Не замечал, чтобы физикам сингулярность доставляла какие-то неудобства. Но что-то в нём есть. Как минимум, в части «упоения». Сингулярность – это потрясающе. Особенно, между четырьмя и пятью часами утра.

Другой вопрос, что тут нужная практика. Без привычки сингулярность не всем заходит.

Точнее же, обе сингулярности. В контексте обсуждаемой проблемы, их две – космологическая и гравитационная. Работают они немного по-разному. Но комментатор, судя по упоминанию кварк-глюонной жидкости, имеет в виду вторую: разрыв пространства-времени на поверхности чёрных дыр.

Так зачем физике нужна гравитационная сингулярность, если горизонт событий, – граница физических взаимодействий, из-за которой наблюдателя не может достигнуть свет, – всё равно возникает. Почему бы не предположить, что за ней с пространством ничего страшного не происходит, и просто находится вещество в состоянии предельного для адронной материи сжатия, когда протоны уже «раздавлены»? Данное состояние и называется кварк-глюонной жидкостью или плазмой.

...Ну… можно и предположить. Но тут в чём суть? Сингулярность, – разрыв функции. (гравитационная и космологическая – разных функций). «Разрыв», это как y=1/x. При стремлении х к нулю, у будет уходить в бесконечность. Но при переходе через ноль в область чисел отрицательных значение функции – мгновенно – перескочит из плюс в минус бесконечность. Значит, собственно в нуле у… это что-то между бесконечностями… а все вещественные числа «что-то между плюс и минус бесконечностью»… следовательно, ерунда получается, – у не определён при х=0. Ergo, на ноль делить нельзя. Ноль для данной функции – сингулярность.

Сингулярность не может быть «нужна» или «не нужна». Она просто возникает. При определённых вводных математический аппарат Теории Относительности идёт вразнос, и образуется чёрная дыра. Способ сделать, чтобы функция не разрывалась, очевидно, только один: взять другую функцию… И весьма странно полагать, будто физикам такая мысль не приходила.

Но нельзя просто так взять… и взять. Другую функцию. Как минимум, это должна быть хорошая функция, с таким же или большим успехом описывающая все (все прописью) наблюдаемые явления, как и ОТО. Соответственно, попытки взять такую функцию в норме завершаются повреждением рассудка в момент осознания масштаба задачи. Тем не менее, не всех это останавливает.

...Самый очевидный путь, подойти к проблеме с позиций уже глубоко проработанной Квантовой Механики. Последняя, к тому же, затрагивает более глубокие слои реальности и, как следствие, всегда права. И её аппарат также предусматривает сингулярность, – при подстановке t=10^-43c принцип неопределённости уничтожает физические смыслы бытия. Но это другая сингулярность – космологическая. По поводу же чёрных дыр, Квантовая Механика – в наличествующем виде, то есть, без кванта гравитационного взаимодействия, – не имеет сказать ничего. И дело, таким образом, остаётся за малым – надо лишь доработать теорию.

И за прошедший век это не просто было сделано, а было сделано много раз. Существует около десятка альтернативных (в хорошем смысле) теорий гравитации. Большей частью – квантовых. Один их примеров, релятивистская теория гравитации Логунова. В рамках последней сингулярности на границе чёрных дыр, именно, не возникает, – в Квантовой Механике там «рваться» нечему… Не существуют, таким образом, и сами «чёрные дыры». Это просто сверхплотные, сжатые до состояния кварк-глюонной жидкости, тела, укрытые от наблюдателя горизонтом событий. Объекты лишь более массивные, но качественно от кварковых звёзд не отличающиеся.

В чём засада? Только в том, что новая, более прочная на разрыв, функция должна быть лучше старой. Причём, чем-то кроме прочности, поскольку сингулярность, как отмечалось выше, никого не беспокоит, – не является недостатком описания. Но все «квантовые гравитации» пока хуже ОТО, поскольку решают те же задачи сложнее, и ценой кучи не проверяемых допущений касательно свойств гравитона.

Вообще же, все квантовые гравитации после появления «струнного» представления, даже толком не родившись, уже устарели морально,

...Следовательно, остаются вопросы… Те самые вопросы, которые, видимо, всех и волнуют. Так есть там сингулярность? И что если её там нет?

Первый вопрос – бессмысленный. Есть объективная реальность. Есть наши представления о ней. Но как бы мы не пытались представить объективную реальность, всё это будут лишь наши о ней представления – субъективные. Если мы (по Эйнштейну) допускаем дальнодействие («поле», здесь гравитационное), если описываем поле, как искривление пространства, – есть гравитационная сингулярность… Правильно ли описываем? Правильно. Работает же. А иных критериев «правильности представлений» нет в принципе.

Хотя, могут быть и другие, тоже правильные – работающие – представления. В рамках некоторых из них гравитационной сингулярности и самих чёрных дыр – нет.

Что если руководствоваться квантовыми представлениями о гравитации?

...Ну… в частном случае чёрных дыр звёздной массы никакой разницы нет. Да. За горизонтом событий там кварковая жидкость, – но мы её не увидим. За горизонтом же. Однако сверхмассивные чёрные дыры представить становится сложнее. Их плотность, – внутри горизонта событий, – внезапно, может быть меньше плотности воздуха. И что там? Пустота и раскормленная кварковая звезда в центре? Но как туда попадёт проваливающееся сквозь горизонт вещество, если двигаться оно (с точки зрения земного наблюдателя) не может? А если сверхмассивная дыра растёт слой за слоем, то плотность её мала, и почему тогда там вещество должно быть «кварковое»?

И это совершенно праздные вопросы. Не праздной же, поддающейся разъяснению, становится проблема микроскопических и, вообще, мелких чёрных дыр. Ведь, кварк-глюонная плазма потому именуется «жидкостью», что несжимаема. Например, для того чтобы в чёрную дыру превратилась Земля, планету нужно сжать до размера наручных часов, но дальше диаметра 300 метров она не сожмётся… То есть, в рамках квантовых представлений (не всех, но как правило) микроскопические чёрные дыры не могут существовать.