Felix Cosmonautics Dies! Misimus ad printing domum . His diebus astrophysici totum mundum ostenderunt quam nigra foramina similia viderent. Accidit? Non putamus Ita expectare, liber mirabilis mox apparebit, a Steven Gabser et Gallia Pretorius conscriptus, a mirifico Pulkovo astronomo aka Astrodedus Kirill Maslennikov translatus, scientifice a Vladimiro Surdin fabuloso editus et ab eius publicatione fultus. Trajectoria Foundation.
Excerpta "Mealium foraminum nigrorum" sub incisis.
Hucusque consideravimus foramina nigra tamquam obiecta astrophysica quae durante explosionibus supernovarum formatae sunt vel in centris galaxiarum iacent. Eas indirecte observamus metiendo accelerationes stellarum illis proximarum. Celebris LIGO notabilis detectio fluctuum gravitationum die 14 Septembris 2015 exemplum observationum foraminis nigri collisiones rectiores fuit. Instrumenta mathematica utimur ad meliorem cognoscendam naturam foraminum nigrarum sunt: geometriae differentiales, aequationes Einstein, et methodi analytici et numerorum potentes quibus aequationes Einstein solvendae sunt et geometriam spatii temporis nigri foramina oriuntur. Et simul ac quantitatis spatii ex nigro foramine, ex parte astrophysico generatae, integram descriptionem dare possumus, thema foraminum nigrorum occlusum considerari potest. Ex latiore prospectu theoretica multum adhuc explorationi locus est. Propositum huius capitis est illustrare nonnullas progressus theoricae in recentioribus physicis nigris foraminis, in quibus notiones ex thermodynamica et quantum in theoria cum relativo generali coniunguntur ad novas notiones inopinatas oriendas. Praecipua notio est, quod nigrum foramina geometrica non solum sunt. Temperamentum habent, entropy enormem habent, et manifestationes quantae angoris exhibere possunt. Nostrae disputationes de thermodynamic et quantis aspectibus physicorum foraminum nigrorum magis fragmentaria et superficialia erunt quam analyses notarum mere geometricarum spatii temporis in foraminibus nigris in praecedentibus capitibus exhibitis. Sed hae, ac praesertim quantitatis, partes sunt essentiales et vitalis investigationis theoricae permanentis in cavernis nigris, et conabimur difficillime, si non singula implicata, saltem spiritus horum operum.
In relativitate generali classica - si loquimur de geometria differentiali solutionum aequationum Einstein - foramina nigra sunt vere nigra eo sensu quod nihil ex iis evadere potest. Stephen Hawking ostendit hanc condicionem omnino mutare, cum quantos effectus in ratione accipimus: foramina nigra eveniunt ut in quadam temperie, quae Hawking temperies, radiorum emittat, emittat. Foramina enim nigrae magnitudinum astrophysicarum (id est, a massa stellar-ad supermassive foraminibus nigris), Hawking temperies negligenda comparatur ad temperaturam proin mundi cosmici background - radiorum qui totum universum implet, quod obiter potest. ipsa variatio radialis Hawking haberi debet. Computationes aucupationis ad temperaturam foraminum nigrorum determinandam sunt pars amplioris programmatis investigationis in agro maloritico nigro foramine vocato. Alia magna pars huius programmatis est studium entropy foraminis nigri, quod mensurat notitiarum moles intra foramen nigrum deperditum. Res ordinariae (ut calva aquae, truncus magnesii puri, vel stellae) etiam entropy habent, et una e enunciationibus centralium thermodynamicorum nigri foraminis est quod foramine datae magnitudinis nigrum plus entropy habet quam alia forma. materia quae intus contineri potest, area eiusdem quantitatis, sed extra foramen nigrum.
Sed antequam in quaestiones ambientes Hawking radialem et nigram entropy foveam profundam intenderemus, in campos quantum mechanicorum, thermodynamicorum et implicationum celerem diverticulum capiamus. Quantum mechanica in annis 1920s maxime evoluta est, et propositum principale erat particulas minimas materiae, ut atomi, describere. Explicatio quantitatis mechanicae ad exesa tam fundamentalium notionum physicarum quam accurata positionis particularis particularis: evenit, exempli gratia, positio electronici circa nucleum atomicum movens accurate definiri non posse. Sed electronici orbitae sic dictae assignatae sunt, in quibus ipsae positiones nonnisi probabilistico sensu determinari possunt. Ad propositum autem interest ne nimis cito ad hanc rerum probabilisticam partem accedamus. Exemplum simplicissimum sumamus: hydrogenii atomi. Potest esse in quodam statu quantitatis. Status simplicissimus hydrogenii atomi, qui status humus appellatur, est status infima energiae, et haec industria plane nota est. Generalius, quantum mechanici nobis permittunt cognoscere statum cujuslibet quantitatis systematis absolute.
Probabilia oriuntur cum quaedam genera quaestionum quaerimus circa systema mechanicum quantum. Exempli gratia, si certum est atomum hydrogenium esse in statu humo, quaerere possumus: "Ubi est electronica?" et secundum leges quantum
Mechanica tantum aliquam aestimationem probabilitatis huius quaestionis feremus, circa simile: "forsitan electronica sita est ad distantiam usque ad dimidium angstrom a nucleo hydrogenii atomi" (unum angstrom aequale est. 
metris). Sed per quendam physicum processum positionem electronici multo verius quam ad unum angstrom reperire valemus. Hic processus satis communis in physicis constat incendere photon brevissimi necem in electronico (vel, ut physici dicunt, photon per electronico spargere) post quem locum electronici in momento spargendi cum antico restitui possumus. accurate proxime ad necem photon. Sed hic processus statum electronici mutabit, ita ut post hoc in statu humo hydrogenii atomi amplius non erit nec vim definitam accurate habebit. Sed eius positio aliquandiu fere exacte determinata erit (cum accuratione necem photon ad hoc adhibitam). Praevia aestimatio positionis electronici nonnisi probabilistico sensu subtiliter circa unum angstrom fieri potest, sed semel mensus est quid esset scimus. In summa, si systema quantum mechanicum aliquo modo metimur, tunc saltem in sensu conventionali eam "cogimus" in statum cum quodam valore quantitatis quam metimur.
Quantum mechanica non solum ad systemata parva, sed ad omnes systemata (credimus) applicat, sed pro magnis systematibus regulae quantum mechanicae cito fiunt valde implicatae. Magnitudo notio quantitatis implicationis est, cuius exemplum simplex est conceptus nent. Singuli electronici nent, ita in usu unum electronicum filum sursum vel deorsum habere potest respectu spatii electi spatii. Spina electronici notabilis est quantitas, quia electronicum campum magneticum debilem generat, simile campo taleae magneticae. Tunc nent aquilonem significat polum electronicum deorsum monstrat, et nent significat polum aquilonem monstrat. Duo electronici in quanto statu coniugato collocari possunt, in quo alter eorum nent et alter nent deorsum habet, sed quid electronicum nent. Essentialiter, in humo statu helii atomi, duo electronici in hoc ipso statu sunt, qui dicitur nent singlet, cum tota nentorum utriusque electrons nulla sit. Si haec duo electronica non mutatis spinis separamus, adhuc dicere possumus quod nent singlets, non tamen possumus dicere quid eorum nent singillatim. Si autem metiamur unum ex spinis eorum et constituamus sursum ferri, tunc omnino certificemur quod secundum deorsum dirigatur. In hoc situ implicatas spinas dicimus - neque per se certum valorem habere, simul in certo quantum statu.
Einstein valde sollicitus erat de phaenomeno ang-licationis: praecipua principia theoriae relativitatis imminere videbatur. Consideremus casum duorum electronicorum in statu singleto spinoso, cum longe distant in spatio. Profecto accipiat Alicia unam et alteram Bob. Dicamus quod Alicia filum electronici sui mensus est et directum sursum invenit, sed Bob nihil metiebatur. Donec Alicia mensuram suam expleret, impossibile erat dicere quidnam electronici eius spina esset. Sed ubi mensurationem suam complevit, plane scivit nentam electronici Bob deorsum directam esse (in parte opposita filo electronici sui). Hoc significat quod mensuratio eius statim electronico Bob in statu nento posuit? Quomodo hoc fieri posset si electronici spatio distantes separantur? Einstein et eius fautores Nathan Rosen et Boris Podolsky senserunt fabulam de metiendi systematibus implicatis tam gravem esse ut exsistentiam quantitatis mechanicae minaretur. Einstein-Podolsky-Rosen Paradoxum (EPR) experimentum cogitationis usibus ediderunt simile illi, quem modo descripsimus concludere, quantum mechanicas non posse completam rerum descriptionem esse. Nunc, innixa subsequenti investigatione theoretica multisque mensuris, consensus generalis stabilitus est paradoxon EPR errorem continere et quantopere theoria vera sit. Quantum mechanica implicatio reale est: mensurae systematum implicatorum referent etsi systemata spatio distantes longe sunt.
Eamus ad condicionem ubi duo electronica in unum punctum posui et eas Alicie et Bob dederunt. Quid dicamus de electrons ante mensuras factas? Quod utrumque simul in quanto quodam statu sunt. Spina electronici Aliciae aeque verisimile est sursum vel deorsum dirigi. Accuratius, quantum status electronici sui pari probabilitate unum vel alterum esse potest. Nunc nobis notio probabilitatis altiorem sensum sumit quam prius. Antea inspeximus quemdam statum quantitatis (humi status atomi hydrogenii) et videbamus quasdam esse quaestiones "incommodas", ut "Ubi est electronicus?" Si quaestiones "bona" quaesivimus, ut "Quid vis huius electronici?", certa responsa acciperemus. Nunc, nullae sunt "bonae" quaestiones, quaeri possumus de electron Alicie quae responsa non habent quae ab electronico Bob pendent. (Non loquimur de quaestionibus stultis sicut "An electron Alicia vel spinam habeat?" - Interrogationes pro quibus unum tantum respondetur.) Ita ut ambitum unius dimidiae systematis implicati determinare debebimus utendum est. lingua probabilis. Certum solum oritur cum connexionem inter quaestiones quas Alicia et Bob de electronicis suis peterent.
Consulto coepimus cum una simplicissimarum quantitatum mechanicarum cognoscimus: systema spins singularum electronicorum. Spes est quantis computatoriis fundamentis huiusmodi simplicium systematum aedificabuntur. Spinae systematis singulorum electronicorum vel aliorum quantitatum systematum aequivalentium vocantur nunc qubitae (brevis pro "quantum minutarum"), efferentes munus suum in quantis computers, similes muneri communibus in computatris digitalibus.
Nunc fingamus nos unumquemque electronicum substituisse cum multo multipliciore quanto systemate pluribus, non tantum duobus, quantis civitatibus. Exempli gratia dederunt Alicie et Bob seras de puro magnesio. Priusquam Alicie et Bob suas vias ingrediantur, earum vectores penitus se agere possunt, et consentimus ut in faciendo acquirant quoddam commune quantum statum. Cum primum Alicia et Bob separant, magnesium eorum vectes inter se mutuo sistunt. Sicut in electronicis, utraque virgula in quantum indeterminate est, quamvis simul, ut credimus, bene definitum constituant statum. (In hoc disceptatione ponimus Alicia et Bob vectes suas magnesii movere sine ullo modo perturbationis suae status, sicut antea posuimus Alicia et Bob electrons suos impeditos sine mutationibus suis spinis separare posse.) Sed est Differentia inter experimentum et experimentum electronici cogitationis est quod dubitatio in quanto statu cuiusque forensis est enormis. Talea plus quantis statibus quam numerum atomorum in universo bene acquiri potest. Hoc est ubi malorum motus iungitur. Systema male definitum potest nihilominus aliquas notas macroscopicas bene definitas habere. Hoc proprium est, verbi gratia, tortor. Temperatura est mensura quam verisimile quaelibet pars systematis energiam quandam mediocrem habere, cum superioribus temperaturis debitam maiorem verisimilitudinis vim maiorem habere. Alius parameter thermodynamicus est entropy, quod essentialiter aequale logarithmo numerorum statuum systema assumere potest. Alia indoles thermodynamica quae magni ponderis esset pro vecte magnesii, magnetis rete eius est, quod essentialiter modulus est, qui ostendit quanto magis electrons spinosae sint in vecte quam electrons nentorum.
Thermodynamica in nostram fabulam intulimus tamquam viam ad systemata describenda, quarum quantitatis status non praecise notus sit ob implicationem cum aliis systematibus. Malorum dynamica instrumentum potens est ad huiusmodi systemata analysendas, sed creatores eius applicationem hoc modo minime perspexerunt. Sadi Carnot, James Joule, Rudolfus Clausius figurae industriae saeculo XIX erant, et quaesiverunt in omnibus quaestionibus utilissimus: quomodo machinas operantur? Pressio, volubilis, temperatus et calor sunt machinae caro et sanguis. Carnot statutum est industriam in forma caloris numquam perfecte in opus utiles ad onera elevanda converti posse. Semper aliqua industria pereant. Clausius maiorem adiumentum fecit ad ideam entropy creationis sicut instrumentum universale ad damna industriae determinandas in quocumque processu caloris involvente. Praecipuum eius consecutio fuit effectio quae entropy numquam decrescit - in omnibus fere processibus crescit. Processus in quibus entropy crescit irreversibiles dicuntur, eo quod sine diminutione entropy converti non possunt. Proximum ad progressionem mechanicorum statisticarum a Clausius, Maxwell et Ludwig Boltzmann (inter multos alios) sumtus est - entropy modum perturbationis esse demonstraverunt. Usitas, quo magis aliquid agitis, eo magis inordinationem creas. Et si processum ordinare intendas, necesse erit maiorem entropy quam destrui, puta calorem solvens. Grus, quae ferro trabes immittit in ordine perfecto, secundum dispositionem radiorum ordinem creat, sed in operatione sua tantum calorem generat ut altior entropy adhuc crescat.
Sed tamen differentia inter thermodynamica saeculi XIX physici et sententia cum quantis implicationibus coniungitur tanta non est quanta videtur. Quotiescumque systema cum externo agente reciprocum est, quantus ejus status cum agente quantum statui implicatur. Typice haec implicatio auget in incerto quantum status systematis, id est, augeri in numero quantitatum statuum in quibus ratio potest. Propter commercium cum aliis systematibus, entropy, secundum numerum quantitatum statuum qui rationi praesto sunt definita, plerumque augetur.
In genere, quantum mechanici novam praebet viam ad systemata physica designandam, in quibus alii parametri (ut in spatio positi) incerti fiunt, alii vero (ut vis) saepe certo cognoscuntur. In quantum implicationibus duae partes systematis fundamentaliter separatae notam habent statum quantitatis communis, et quaelibet pars separatim incertum habet statum. Exemplum implicationis signum est par spins in uno statu, in quo impossibile est dicere quae sit sursum et quae deorsum est. Incertus status quantitatis in magna systemate requirit thermodynamicum accessum, in quo parametri macroscopici sicut temperatus et entropy diligentissime cognoscuntur, etsi systema microscopicum quantum possibiles multas habet.
Absolutis brevibus excursionibus nostris in campos quantis mechanicis, angoribus et themodynamicis, nunc conemur intelligere quomodo haec omnia ad intellectum perducunt quod nigrum foramina temperies habent. Primus gradus versus hoc ab Bill Unruh factus - ostendit accelerantem aspectum in spatio plano habebit temperaturam aequalem accelerationi eius per 2π divisam. Clavis ad calculos Unruh est quod observator assidua acceleratione in quadam directione movens solum dimidium spatii plani videre potest. Secundum medium est per se post horizontem similem foraminis nigri. Impossibile est primo: quomodo potest se habere spatium plana sicut horizontis foraminis nigri? Ut hoc quomodo eveniat, fideles nostros observatores Aliciam, Bob et Billium in auxilium invocemus. Rogante nostro, instruunt cum Alice inter Bob et Bill, et spatium inter observatores in singulis binis ad unguem sex chiliometrorum est. Constat nos aliquando nulla Alicia in erucam salituram esse et versus Billem (et ideo a Bob) assidua accelerare. Eius erucae valde bona est, quae accelerationem 6 trillion temporibus augere potest quam gravitationalis acceleratio qua obiecta circa superficiem Terrae moventur. Nimirum, non facile est Alicie talem accelerationem sustinere, sed, ut nunc videbimus, hi numeri ad propositum eliguntur. in fine diei, occasiones potentiales modo tractamus, id est omnia. Prorsus tempore, quo Alicia in erucam suam insilit, Bob et Bill undam ei praebuit. (Ius habemus utendi locutione "prorsus in momento quo ...", quia dum Alicia fugam suam nondum incepit, in eadem forma relationis cum Bob et Bill, ita omnes horologiorum suorum synchronum esse possunt. .) Alicia iactans, utique iler videt ei: sed cum in eruca viderit eum prius, quam hoc futurum esset, si maneret ubi esset, quia eruca eius cum ea praecise ad se volat. E contra, a Bob recedit, unde rationabiliter assumere potest quod paulo post visurus sit ei iactantem, quam si in eodem loco mansisset. Sed veritas mirabilior est: Bob omnino non videt! Id est, photographicas quae ex Bob iactante manu ad Alicie volantes numquam se assequuntur, etiam datae sunt ut ad celeritatem lucis numquam pervenire possint. Si Bob incepisset iactare, paulo propinquius Aliciae, photonae quae ab eo avolabant, momento discessus eam consecuturi essent, et si paulo remotior fuisset, non eam consecuturi essent. Et hoc modo dicimus quod Alicia solum dimidium spatii videt. In momento quo Alicia movere incipit, Bob paulo longius est quam prospectus quem Alicia observat.
In disputando de quantis implicationibus consuevimus dicere quod, etsi ratio mechanica in toto quantum quendam statum habet, aliquas partes ejus non habeat. Revera, cum de complexu quantitatis systematis tractamus, aliqua pars eius optime notari potest in terminis thermodynamicorum: potest assignari temperatus bene definitus, licet valde incertae quantitatis totius systematis status. Ultima narratio nostra quae inducit Alicia, Bob et Bill paulum huius rei est, sed quantum systema de hoc loquimur spatium vacuum est, et Alicia solum dimidium eius videt. Reservationem faciamus spatium temporis ut totum in statu suo solo, quod significat in eo nullae particulae (sane, non computatis Alice, Bob, Bill et eruca). Pars autem spatii quam videt Alicia, non erit in statu solo, sed in statu impedito quod non videt. Spatium temporis ab Alicia perceptum est in complexu, quantum interminato statu temperato finito insignita. Calculi Unruh indicant hanc temperaturam nanokelvins circiter 60 esse. Denique, ut Acceleret Alicia, in thermis calidis radialis cum temperatura aequali (in opportunis unitatibus) immergi videtur ad accelerationem divisam.
Renatus. 7.1. Alicia acceleratione e quiete movetur, dum Bob et Bill immobilis manent. Acceleratio Aliciae talis est ut photonas quas Bob ad t = 0. viam suam mittat numquam videbit tamen, photonas accipit quas Bill ei misit ad t = 0. Quo fit ut Alicia tantum dimidium spatii observare possit.
Res aliena de calculis Unruh est quod, licet ab initio ad finem usque ad vacuum referant, contradicunt regi Lear praeclara verba, "ex nihilo nihil." Quomodo spatium vacuum tam compositum est? Unde particulae venire possunt? Ita est, secundum quantam opinionem, vacuum omnino non est vacuum. In ea, passim, breves excitationes constantes apparent et evanescunt, quae vocantur virtuales particulae, quarum vis positivus et negativus esse potest. Observator a futuris longinquis — Carolum appellemus — qui omnes fere spatium vacuum videre potest confirmare particulas nullas in eo esse diuturnas. Praesentia particularum industria positiva in ea parte temporis, quam Alicia, ob quantum implicationem observare potest, cum excitationibus aequalium et oppositorum signorum industriae in parte temporis inobservabilis Alicie coniungitur. Tota veritas de spatio vacuo toto Carolo revelatur, et quod veritas nullas ibi particulas est. Tamen, Alicia experientia narrat particulas ibi esse!
Sed tunc evenit ut temperatura ab Unruh computata simpliciter fictio esse videatur - non tam proprietas spatii plani qua talis, sed proprietas videntis in spatio plano accelerationem constantem experientis. Ipsa autem gravitas vis ficticia eadem est eo sensu quod "acceleratio" quod causat nihil aliud est quam motus geodesici in curvo metrico. Sicut in capite 2, Einstein principium aequivalentiae affirmat accelerationem et gravitatem essentialiter aequivalere. Ex hac parte, nihil est magnopere horrendum circa horizontem nigri foraminis habentem temperatus aequalem Unruh calculi temperaturae spectatoris accelerantis. Sed quaeramus, quanti momenti accelerationis utamur ad determinandam temperaturam? Quantum satis ab nigro foramine movendo, possumus eius attractionem gravitatis tam infirmam quam nobis placet. Hoccine vult determinare temperationem efficacem foraminis nigri quam metimur, opus est uti valoris accelerationis parvi correspondenter? Haec quaestio admodum insidiosa evadit, quia, ut credimus, caliditas rei non ad arbitrium minui potest. Ponitur habere aliquem determinatum valorem finitum, qui etiam ab aspectu longinquo metiri potest.
Source: www.habr.com