Warum hat der Urknall nicht nur ein großes schwarzes Loch hervorgebracht?

Fragen, über die ich mich oft gewundert habe:

1) Wenn alle Materie und Energie an einem einzigen Punkt des Urknalls konzentriert waren, warum war das kein Schwarzes Loch oder warum bildete es kein Schwarzes Loch?

2) Wenn der Grund, warum # 1 oben kein Schwarzes Loch bildete, eine von mehreren Erklärungen wie Inflation oder was auch immer ist, warum bildeten dann nicht alle Massen und Energien zu einer endlichen Zeit nach diesem Urknall ein großes Schwarzes Loch ? passierte? Ich habe zum Beispiel (möglicherweise fälschlicherweise) gehört, dass die Inflation das Universum so groß wie eine Orange macht. Warum hat es dann kein Schwarzes Loch gebildet? Oder wenn sich das Universum etwa auf die Größe des Mondes ausgedehnt hat. Warum dann nicht? Geben Sie statt "Orange" oder "Mond" einfach eine beliebige angemessene Größe ein. Die Frage ist, warum sich nach dem Urknall kein Schwarzes Loch aus all der Materie und Energie gebildet hat.

Vielen Dank.

Ihr Problem ergibt sich im Wesentlichen aus dem Versuch, die Black-Hole-Logik von Schwarzchild anzuwenden, deren Annahmen beim Urknall so gut wie maximal verletzt werden.

Das Folgende stimmte beim Urknall und verstieß gegen die übliche Logik der Bildung von Schwarzen Löchern.

Das Ereignis ereignete sich überall im Raum, eigentlich kein Punkt. Insbesondere wurde die Energie überall gleichmäßig verteilt. Das Nettogravitationspotential war daher nahe Null, und es gab keinen Punkt, bis zu dem alles zusammenbrechen konnte. Darüber hinaus gab es, da überall Zeug war, keine Vakuumausdehnung (in einer flachen Raumzeit, nicht weniger) außerhalb des kollabierenden Bereichs. Außerdem bewegten sich die Dinge schnell, waren in einem sehr aufgeregten Zustand und befanden sich nicht im thermischen Gleichgewicht (bis die Inflation eintraf und die Dinge dann zu verdünnt und kausal getrennt waren, um en masse zusammenzubrechen).

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Diese Frage wurde der Physik SE schon oft gestellt.

/physics//q/20394/55483

/physics//q/3294/55483

/physics//q/26435/55483

Vielleicht werden die Antworten dort aufleuchten.

Ein Schwarzes Loch ist ein Raum-Zeit-Bereich, der durch einen Ereignishorizont getrennt ist. Das bedeutet, dass sich keine Signale aus dem Inneren nach außen ausbreiten können, egal wie lange man wartet. Vor Ort hat der Ereignishorizont nichts Besonderes; Wenn du in ein schwarzes Loch fällst, gibt es keine Markierung, die du überschritten hast, und kein lokales Experiment (kurz in Raum und Dauer), das dir sagt, dass du bereits zum Scheitern verurteilt bist. Die wichtigste konzeptionelle Beobachtung ist hier, dass ein „Schwarzes Loch“ nicht durch die lokalen Bedingungen definiert wird, sondern durch die Struktur der Raumzeit in größerem Maßstab.

Das bedeutet, dass das Denken an Schwarze Löcher, die im Wesentlichen durch eine bestimmte Dichte bestimmt sind, ein Fehler ist. Dies wird deutlich, wenn man sich die Dichte eines einfachen Schwarzschild-Schwarzen Lochs ansieht: Je größer das Schwarze Loch ist, desto weniger dicht ist es (für das Volumen gelten jedoch einige Einschränkungen ). Es gibt keinen magischen Dichtepunkt für Schwarze Löcher. ob etwas ein schwarzes loch bildet oder nicht, wird durch die globalen bedingungen der raumzeit bestimmt.

EDIT : @ Zibadawa Timmy Punkt in Bezug auf Homogenität ist sehr relevant. Da alle Punkte im Raum gleich sind, gibt es keinen speziellen Punkt, um den sich ein absoluter Ereignishorizont bilden könnte, um ihn beobachterunabhängig einzuschließen, und somit kein Schwarzes Loch. Dies ist der wichtigste Unterschied, in dem sich die Raumzeit für große Strukturen in Big-Bang-Lösungen stark von Sternenkollaps-Szenarien unterscheidet.

1) Wenn alle Materie und Energie an einem einzigen Punkt des Urknalls konzentriert waren, warum war das kein Schwarzes Loch oder warum bildete es kein Schwarzes Loch?

Materie und Energie waren nicht notwendig, konzentrierten sich auf einen einzigen Punkt. Es gibt nur Urknallkosmologien, für die dies sogar eine praktikable Analogie ist, die ein geschlossenes Universum beinhalten, das definitiv nicht alle von ihnen ist. Aber das ist ein separater Irrtum.

Aber soweit wir wissen, ist die lokale Dichte an jedem Punkt tat diverge bis ins Unendliche im Endlichen Vergangenheit. So macht es Sinn , zu fragen , warum es nicht tat , dass Ursache der Bildung eines Schwarzen Lochs. Die Antwort darauf ist einfach: Es gab keinen Grund dafür, da die Größe der lokalen Dichte nicht relevant ist.

Die Frage ist, warum sich nach dem Urknall kein Schwarzes Loch aus all der Materie und Energie gebildet hat.

Wir brauchen keinen speziellen Mechanismus, um dies zu verhindern, da es keinen allgemeinen Grund dafür gibt, dass es überhaupt zu einem Schwarzen Loch wird.

Ich qualifiziere mich hier für "allgemein", weil es einen Sinn gibt, in dem eine Kosmologie des geschlossenen Universums bereits dem Inneren eines Schwarzen Lochs gleicht und das Universum als Ganzes sogar als solches wieder zusammenbrechen könnte Big Crunch zusammenbrechen könnte , was die gewöhnliche Art des imitiert in ein schwarzes Loch. Die große Krise wird empirisch durch die Entdeckung ausgeschlossen, dass sich die kosmologische Expansion jedoch beschleunigt.

Ob es also wieder ein Schwarzes Loch bildet oder nicht, hängt von der großräumigen Struktur der Raumzeit ab, nicht jedoch davon, wie groß oder klein die lokale Dichte wird.

Was Wissenschaftler sagen, ist, dass Masse nicht existierte, als es reine Energie war, und Inflation bei sehr hohen Geschwindigkeiten (mehr als 50-fache Lichtgeschwindigkeit) stattfand, selbst wenn Partikel und Masse auftraten (weniger als 1 in Milliarde) Energie wurde wie folgt in Masse, Materie und Antimaterie umgewandelt: E = mc ^ 2) Es gab eine sehr hohe Expansionsgeschwindigkeit, so dass Wasserstoff und Helium in den Raten gebildet wurden (75% H, 25% He und sehr wenig Li) ) aber keine schwereren Elemente, sagen die Wissenschaftler, die Dichten nehmen schnell und gleichmäßig ab (in Minuten aufgrund von Expansionsgeschwindigkeiten), andererseits benötigt ein Blackhole sehr hohe Massendichten, um sich zu bilden.

So kam es, dass sich die Anfangsbedingungen von denen eines großen Sterns / einer Supernova stark unterschieden und zu unterschiedlichen Ergebnissen führten.

Ein Schwarzes Loch, das zum Beispiel durch den Zusammenbruch eines Sterns erzeugt wird, hat eine Lücke auf der einen Seite und Materie bewegt sich mit zunehmender Zeit in eine Richtung (in Richtung der Mitte) auf der anderen Seite und wird dichter.

Der Urknall stellt fast das genaue Gegenteil dar - alle Materie war von der gleichen Menge gleich dichter Materie umgeben und alle Materie bewegte sich voneinander weg. In einem solch einheitlichen Universum gibt es nichts, was einen singulären Zusammenbruch verursachen könnte.

Viel später, wenn die Dichte und die Expansionsrate niedriger waren, besteht die Möglichkeit, dass sich durch zufällige Bewegungen genügend Masse ansammelt, um ein Schwarzes Loch zu erzeugen. In diesem Fall sprechen Sie jedoch wahrscheinlich über Milliarden von Schwarzen Löchern unzählige sehr große schwarze Löcher.

Wer hat gesagt, es hat kein großes schwarzes Loch hervorgebracht?

Wir können sehr gut in einem großen schwarzen Loch leben. Wenn Sie die hypothetische Masse unseres Universums auf die Schwarzschild-Radiusgleichung anwenden , ist der resultierende Radius nicht zu weit (in der Größenordnung) vom beobachtbaren Radius des sichtbaren Universums entfernt. In der Tat kann das, was wir "Urknall" nennen, einfach die Bildung unseres "Schwarzen-Loch-Universums" aus einem vorherigen Stern in einem anderen Universum sein (daher die Theorie eines "Multiversums"). Das erklärt zumindest, warum unser Universum endlich ist , aber Licht oder Materie können sich ihm anscheinend nicht entziehen.

Dies wurde zum ersten Mal vor mindestens 45 Jahren ( hier ) vorgeschlagen. Ich weiß nicht, warum es nicht beliebter ist, da es so faszinierend ist. (Wenn Sie in einem armen Land leben - ich glaube, die Wissenschaft sollte universell sein, und nicht nur für die Reichen -, schlage ich vor , wie hier Sci-Hub zu verwenden .)

Die Antworten auf diese Frage erläutern die Idee ausführlicher.