Расчёт параметров внутренней структуры межгалактической заряженной кротовой норы -мегамаксимона

Для нахождения метрического коэффициента в уравнение (11) для подставим из уравнения (7):
(24).
Оно может быть проинтегрировано в частном случае (25).
Если в условие (25) подставить определение ρ из (9) и связь первых интегралов, то можно получить, что данный параметр является так называемым классическим (электромагнитным) радиусом системы (отличается от обычного используемого двойкой в знаменателе):
(26).
Проинтегрировав (24), получим метрический коэффициент
(27)
где - произвольная функция временной координаты τ.
Поскольку в разделяются переменные τ и R, это дает возможность в рамках данной модели проинтегрировать последнее уравнение для R(τ,r):
(28),
где - произвольная функция от r, определяемая из начальных условий при τ=0.
Метрика найдена, нужно найти, при каком условии декремент затухания будет положителен. Для этого можно сделать допущение в уравнении (23) :
. (29)
Учетом этого получаем выражение для метрического коэффициента (30)
Данное решение является периодическим во времени и ограниченным в пространстве, и, что самое интересное, это пространство неодносвязно: всегда можно так выбрать первые интегралы, являющиеся произвольными функциями радиальной координаты r, что ни при каких τ, r R(τ, r) ≠ 0. Значит, в нем существуют окружности длиной 2πR, которые невозможно непрерывной деформацией стянуть в точку. Это – геометрия кротовой норы, причем имеющей так называемые горловины – статические сферы экстремального радиуса Rh, который находится из условий

Подставляя параметры a, b, c, находим выражение для радиуса горловин.
(31)
2ρ0 < Rgh ≤ 4ρ0 , т.е. гравитационный радиус Rgh ограничен, а вместе с ним и полная гравитационная энергия внутреннего мира данного заряженного объекта на горловинах
. (32)
Здесь Mh – масса горловины, которую мы будем отождествлять с массой покоя компактной заряженной макрочастицы, наблюдаемой из вакуума Рейсснера – Нордстрема [6]. Такой вакуум возникает, если данное внутреннее нестационарное решение через две статические горловины гладко склеить с двумя асимптотически плоскими решениями Рейсснера – Нордстрема.
Таким образом, данное решение описывает пульсирующую от состояния максимального расширения до состояния максимального сжатия «кротовую нору» (wormhole), через две статические горловины радиуса Rh соединяющие ее с двумя параллельными асимптотически плоскими вакуумными пространствами (см. рис).

Рисунок 7 – «Кротовая нора» с внутренним миром в состоянии
максимального расширения, выходящая статическими
горловинами в вакуумные миры Рейсснера – Нордстрема

Решение (28) для R(τ,r) может быть представлено в параметрической форме следующим образом:
(33)
где , ;η, χ – безразмерные параметры; .
На рис. 8 изображены зависимости R(χ) в состоянии максимального расширения (η = π) и сжатия (η = 2π) внутреннего мира, а на рис. 9 – зависимость R(η, χ) при переходе мира от состояния максимального расширения к состоянию максимального сжатия и обратно (один период) [9].


Рисунок 8 – Зависимость радиуса 2-гауссовой кривизны R(χ) в состоянии максимального расширения (1) и максимального сжатия (2)

Рисунок 9 – Зависимость радиуса 2-гауссовой кривизны от радиальной координаты χ и временной координаты η

Итак, если полученное решение на пространственном периоде χ ∈ [0, π] склеить через две статические горловины радиуса Rh с двумя параллельными вакуумными асимптотически плоскими решениями Рейсснера – Нордстрема, то получим точное описание в ОТО внутренней структуры компактного гравитационно–электродинамического объекта – электрического заряда величиной Qh, радиуса Rh и массы покоя Mh, связанных соотношением
/
внутри которого пылевидное вещество с плотностью энергии εs и заряженная среда с плотностью заряда ρf, порождающие электромагнитное поле с плотностью энергии εf, представленное в сопутствующей веществу системе отсчета радиальным электрическим полем Er, везде принимающим конечные значения, направленным от горловины в вакуум и внутрь «кротовой норы» при положительном значении Qh и к горловине из вакуума и из «кротовой норы» – при отрицательном Qh.
Такой объект, в принципе, не может быть описан в моделях в плоском псевдоевклидовомпространстве СТО, так как плоский мир, согласно аксиоматике ОТО и ее уравнениям, пуст, в нем тензор кривизны Римана – Кристоффеля тождественно равен нулю, Кμνλρ ≡ 0 , поэтому любые объекты в нем могут носить только характер точечных особенностей поля.
Чтобы показать, что явление компактификации заряженной электродинамической системы, т.е. появление их ограниченных асимптотически-плоских состояний происходит только благодаря фокусирующему действию гравитационного поля, т.е. кривого пространства-времени, достаточно показать, что все параметры данной компактной системы могут быть выражены через метрику, т.е. через метрические коэффициенты e ν(τ, r), e λ(τ, r), R2(τ, r), а значит, через кривизны пространства-времени.
Для этого упорядочим все физические параметры последовательностью, в которой каждый последующий член выражен через предыдущие, которые уже выражены через метрику:
,


.

На рис. 10 показана зависимость квадрата декремента затухания μ2 от параметра χ в состоянии мира, близком к максимальному расширению [9]. На горловинах значение μ2 мало, но отлично от нуля. Максимальное значение μ2 достигается на координатах χ, близких к горловинам, и спадает до малых значений в центре мира χ= π/2. Это означает, что фокусирующий эффект гравитационного поля проявляет себя максимально вблизи горловин, обеспечивая их статичность.

Рисунок 10 – Зависимость квадрата декремента затухания μ2 от радиальной координаты χ в состоянии внутреннего мира «кротовой норы», близком к максимальному расширению

Расчет параметров внутренней структуры
межгалактической заряженной кротовой норы – мегамаксимона

Представим расчет основных параметров мегамаксимона с учетом известных значений констант.

C учетом этого получаем выражение для радиуса:
, где

Далее получаем:
, . Отсюда имеем
.
С учетом того, что
,
получаем, что
.Отсюда следует, что
, почти полная нейтрализация по электрическому заряду.
Рассчитаем следующий параметр
, где

Тогда
.
Отсюда следует, что
.
По данным за 2014 год параметр к=6,6748*10–8, в 2018 году он был уточнен и равен к=6,6742*10–8. Тогда с учетом всех известных данных, получаем, что для кротовой норы
.
Точно такой же параметр для Солнца будет примерно равен 1,161.
Таким образом, в рамках данного параграфа было показано математическое обоснование вида кротовой норы, рассчитаны основные показатели: , .
И на основании работ по данной теме, можно сделать вывод о виде кротовой норы, которая блуждает между галактиками [17].

Заключение

Таким образом, в рамках работы были решены все поставленные задачи: были изучены теоретические основы вопросов о применении общей теории относительности в описании явлений космоса, о существовании максимона, описаны цели и результаты эксперимента Event Horizon Telescope, рассчитаны параметры внутренней структуры межгалактической заряженной кротовой норы – мегамаксимона.
На основании теоретических работ [например, 9] на базе новых точных решений уравнений Эйнштейна – Максвелла для нестационарной центрально–симметричной пыли и электромагнитного поля описан компактифицированный заряженный объект типа «кротовой норы».
Показано, что подобный объект может иметь электромагнитно–гравитационное происхождение. Описана нетривиальная топология многосвязного пространства такого объекта, имеющего две статические горловины, связывающие его с внешними асимптотически–плоскими мирами и внутренний нестационарный мир, пульсирующий от состояния максимального расширения к состоянию максимального сжатия. Проведена геометризация физических параметров «кротовой норы».
Представленная модель может быть использована для описания обнаруженной в 2019 году кротовой норы с радиусом порядка 1016 м и массой 1043 г. Она находится в созвездии Девы, обнаружена в рамках реализации проекта ЕНТ. Показано, что это кротовая нора, которая практически компенсируется электрическим зарядом с радиусом, равным критическому Rc и равен половине гравитационного радиуса Rg. То есть данный объект является мегамаксимоном.

Список литературы

Березин В. А. Максимон М.А. Маркова и квантованные черные дыры // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 1998. Том 29. Вып. 3. С. 677 – 685.
Богданович Б.Ю., Нестерович А.В., Суханова Л.А., Хлестков Ю.А. Внутренняя структура пинчевых плазмоидов в гравитационно-электродинамической модели ОТО // Известия высших учебных заведений. Физика. 2016. Т. 59. № 7. С. 152-158.
Богданович Б.Ю., Нестерович А.В., Суханова Л.А., Хлестков Ю.А. Описание пинчевых плазмоидов в рамках общей теории относительности // Известия высших учебных заведений. Физика. 2016. Т. 59. № 10. С. 109-119.
Бурланков Д. Е. Анализ общей теории относительности: Монография. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2011. 239 с.
Вергелес, С. Н. Лекции по общей теории относительности: учебное пособие / С. Н. Вергелес. – М.: МФТИ, 2016. 184 с.
Квантовая теория черных дыр: Метод. Рекомендации / Краснояр. гос. ун–т; сост. Ю. И. Геллер, И. В. Жабрун, Д. Е. Совков. Красноярск, 2003. 10 с.
Кротовые норы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://spacegid.com/krotovyie–noryi.html.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.math.purdue.edu/~eremenko/dvi/LL.pdf
Хлестков Ю.А., Суханова Л.А. Геометрические свойства экзотической материи в решении уравнения Эйнштейна–Максвелла типа «кротовой норы» // Известия высших учебных заведений. 2017. Т. 60. № 7. С. 64–78.
Хлестков Ю.А., Суханова Л.А. Внутренняя структура заряженных частиц в гравитационной модели ОТО // Известия высших учебных заведений. 2018. Т. 61. № 1. С. 71–86.
Хлестков А.Ю., Хлестков Ю.А. Гравитационная модель внутренней структуры протона, электрона и нейтрона в общей теории относительности // Известия высших учебных заведений. 2019. Т. 62. № 2. С. 73–99.
Хлестков Ю.А. Геометрия центрально–симметричного электрического заряда / ЖЭТФ. 2005. Т.128. № 2. С. 300–311. GEOMETRY OF A CENTROSYMMETRIC ELECTRIC CHARGE Khlestkov Yu.A. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2005. T 101. №2 С. 259-269.
Bogdanovich B.Y. Nesterovich A.V. Khlestkov Y.A. Sukhanova L.A. Throat as macro particles on the basis of spherically symmetric solution to the Einstein-Maxwell equations // Гравитация и космология. 2014. Т. 20 № 4. С. 255-263.
Event Horizon Telescope: Key Science Objectives [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://eventhorizontelescope.org/science.
First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole // The Astrophysical Journal Letters [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041–8213/ab0ec7.
Khlestkov Y. A. et al. Gravitational Description and Graphics of a Wormhole Structure—A Galactic Megamaximon //Journal of Modern Physics. – 2019. – Т. 10. – №. 11.
Khlestkov Y. A. Sukhanova L.A. Internal Structure of Wormholes – Geometric Images of Charged Particles in General Relativity. Gravitation and Cosmology. 2018. Vol. 24 № 4. P. 360-370.
Khlestkov Y. A. Sukhanova L.A. Trushkin N.S. A geometrization of electric charge and mass by means of solution to the Einstein and Maxwell equation for dust and a radial electric field. Chinese Journal of Physics. 2016. T. 54. № 4. Р. 614-627.
Khlestkov Y. A. Sukhanova L.A. Gravitation Compactification of Electrodynamics Objects of Wormhole Type/ Chinese Journal of Physics. 2017. Vol. 55. № 5. P. 1794-1807.
Khlestkov Y. A. Sukhanova L.A. Exact Solution to the Einstein-Maxwell Equation Describing Wormholes and Handles. Foundation of Physics. 2016. Vol. 46. №6. P. 668-688.
Глоссарий
Аккреция. Когда люди думают о черной дыре, они могут представить ее как гигантский пылесос, который поглощает все находящиеся поблизости вещества. Фактически, черные дыры растут, поглощая находящуюся поблизости материю, но для материи относительно трудно попасть в черную дыру. Если материя не слишком близка к черной дыре и чувствует только гравитацию, она может бесконечно вращаться вокруг черной дыры, как планеты в нашей солнечной системе вращаются вокруг Солнца. Нужно нечто большее, чем гравитация, чтобы вещество было достаточно близко к черной дыре, чтобы черная дыра могла его съесть. Этот процесс называется аккрецией, и он управляется трением [13].
Квантовая запутанность – это явление в квантовой механике, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми. Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий. Измерение параметра одной частицы приводит к мгновенному (выше скорости света) прекращению запутанного состояния другой, что находится в логическом противоречии с принципом локальности (при этом теория относительности не нарушается и информация не передаётся [1].
Кротовая нора или червоточина — это гипотетическая топологическая особенность пространства–времени, представляющая собой «туннель» в пространстве в каждый момент времени (пространственно–временной туннель). Тем самым кротовая нора позволяет перемещаться в пространстве и времени. Области, которые связывает кротовая нора, могут представлять собой области единого пространства или быть полностью разъединенными. Во втором случае кротовая нора является единственным связующим звеном двух областей. Первый вид кротовых нор часто называют «внутримировыми», а второй вид – «межмировыми» [1].
Тахионы – это гипотетические частицы, которые движутся быстрее скорости света. Для того чтобы такие частицы не нарушали ОТО предполагается, что масса тахионов является отрицательной. В настоящее время нет достоверных экспериментальных подтверждений существования тахионов в лабораторных экспериментах или астрономических наблюдениях [1].
Теория струн в настоящее время является наиболее вероятным кандидатом на “теорию всего“ или единую теорию поля, которая объединяет теорию относительности и квантовую теорию поля. Согласно ей все элементарные частицы представляют собой колеблющиеся нити энергии длиной около 10–33 метра, что сравнимо с планковской длиной (минимальным возможным размером объекта во Вселенной [1].
Угловое разрешение – это способность телескопа различать узко разделенные объекты. В астрономии математическая формула разрешения – это R (разрешение) ~ лямбда / D, где лямбда – длина волны, а D – размер телескопа. Чем больше телескоп, тем меньше R и тем лучше угловое разрешение. Улучшенное угловое разрешение является одной из двух причин, по которым астрономы хотят создавать все большие и большие телескопы (другая причина – повышение чувствительности). Для сравнения, разрешение человеческого глаза составляет около 60 угловых секунд градуса в видимом свете, а разрешение телескопа Хаббла диаметром 2,4 метра составляет около 0,05 угловых секунд градуса. Как бы впечатляюще это ни было, такое угловое разрешение было бы крайне недостаточным для достижения научных целей телескопа Event Horizon [13].









40


Рисунок 5 – Семейство координатных поверхностей

Рисунок 6 – Семейство координатных поверхностей