Возникновение трехмерного пространства, на мой взгляд, произошло на базе пространства двумерного за счет конвекции теплоты в Бозе-Эйнштейна конденсате.
Конвекция (от лат. convectiō – «перенесение») – вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передаётся струями и потоками самого вещества.
Если адвекция понимается как перемещение масс в горизонтальной плоскости (без смешивания), то конвекция – как вертикальное перемешивание.
Конвективный теплообмен – процесс переноса тепла, происходящий в движущихся текучих средах и обусловленный совместным действием двух механизмов переноса тепла – собственно конвективного переноса и теплопроводности.
Если быть точнее, то процесс переноса теплоты – это процесс передачи энергии в форме теплоты.
Теплопроводность – один из видов переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры.
В термодинамике телами называются термодинамические системы, состоящие из огромного числа частиц.
Таким образом, в случае конвективного теплообмена распространение тепла в пространстве осуществляется за счёт переноса тепла при перемещении текучей среды из области с более высокой температурой в область с меньшей температурой.
Но какая необходимость в данном процессе, почему он вообще будет происходить?
В двумерном пространстве черная дыра, как изолированная система, находится в метастабильном состоянии. А как устанавливает нулевое начало термодинамики вне зависимости от начального состояния изолированной системы, она все равно должна будет, в конце концов, прийти к термодинамическому равновесию, при котором все ее части будут иметь одинаковую температуру.
Процесс установления термодинамического равновесия, многоступенчатый, и релаксация в разных частях системы наступает не одновременно. Где-то равновесие уже установилось, а где-то еще нет.
Для динамических систем, зависящих от некоторого параметра (в данном случае от энтропии), характерно, как правило, плавное изменение характера поведения при изменении параметра. Однако для параметра может иметься некоторое критическое (бифуркационное) значение, при переходе через которое аттрактор претерпевает качественную перестройку и, соответственно, резко меняется динамика системы.
В статье «Что представляла собой Вселенная на стадии двумерного пространства» я писала о том, что среди возможных ветвей эволюции системы, далеко не все являются вероятными, «что природа не индифферентна, что у неё есть «влечения» по отношению к некоторым состояниям, называемым аттракторами.
Основными типами аттракторов являются:
- устойчивые предельные точки;
- устойчивые циклы (траектория стремится к некоторой замкнутой кривой);
- торы (к поверхности которых приближается траектория).
То есть, если двумерное пространство образовалось, на мой взгляд, потому что система при максимальном значении энтропии тяготела к предельному циклу, то трехмерное пространство образуется, потому что система при достижении ею минимального значения энтропии, будет тяготеть к тору. Предельный цикл при этом не исчезнет, а будет выступать замкнутой осевой линией, вокруг которой тор и образуется.
Но как именно это произойдет?
Если исходить из «постулата скачка», который декларирует, что достигнув некоторого состояния, система «мгновенно» переходит в другое состояние, то изолированная система при достижении минимального значения энтропии должна будет мгновенно перейти из метастабильного состояния в стабильное равновесное состояние.
Состояние системы, при котором энтропия в ней достигнет минимального значения, будет являться точкой бифуркации, из которой произойдет скачок. В данном состоянии, суммарное уменьшение энтропии в системе превысит ее внутреннее производство, система станет неустойчива относительно крупномасштабных флуктуаций в ней происходящих и у нее возникнет неопределенность: станет ли ее состояние хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. Очевидно, что система выберет перейти на новый уровень упорядоченности и при достаточно больших возмущениях она из метастабильного состояния перейдет в абсолютно устойчивое состояние. Переход этот произойдет в следствии саморегуляции системы, за счет возникновения определенных структур из хаотических образований. Этими определенными структурами и будут торы.
В моем представлении это будет выглядеть следующим образом.
К моменту, когда кольцеобразная сингулярность рассеет свою энергию и превратится в планковскую черную дыру, предел статичности, в виде предельного цикла, и эргосфера, в виде фазовой плоскости, полностью сформируются и в них установится равновесие. Кванты здесь упорядочатся, то есть перестанут двигаться хаотично и выстроятся рядом друг с другом в кривые замкнутые линии. Температура станет равной абсолютному нулю. А поскольку в квантовом газе условия вырождения выполняются при достаточно низкой температуре и высокой концентрации частиц, то в итоге горячий квантовый Бозе-газ здесь выродится в холодный конденсат Бозе-Эйнштейна.
Конденсат Бозе-Эйнштейна можно представить, как чудо-МКАД, на котором все автомобили движутся с одинаковой скоростью. Никто не догоняет, никто не отстает. Поток движется, как единое целое. Только в конденсате вместо автомобилей – квантовые частицы, бозоны. Все они находятся в одном квантовом состоянии – то есть движутся с одинаковой скоростью, ведут себя, как единая огромная частица. Поток машин – бозонов, движущихся с одинаковой скоростью, образует сверхтекучее состояние Бозе-конденсата. Сверхтекучий поток может течь вечно. Формирующим его автомобилям не нужен бензин.
В центре же дыры в пределах горизонта событий окажется слишком много рассеянной энергии в виде теплоты, которая еще не успела упорядочиться, а это означает, что и температура здесь будет высокая. Здесь будет твориться настоящий хаос и системе, чтобы не разрушиться, необходимо будет куда-то эту энергию деть. Распределить ее по фазовой плоскости не получится, поскольку здесь уже установилось равновесие, каждый квант занял свое определенное положение и места для новых квантов нет. Добавь сюда энергию и начнется хаос, за которым последует разрушение всей системы в целом. Самый оптимальный вариант распределить энергию не в горизонтальной плоскости, а в вертикальной. Потоки тепла из центра будут направлены поперек потока бозе-эйнштейновского конденсата, они будут вертикально огибать предельные циклы фазовой плоскости, образуя тороидальные вихри. Температура во всей системе выровняется и станет одинаковой во всех ее частях.
В данном случае тороидальные вихри будут самым оптимальным вариантом перераспределения тепла в системе.
А вертикальная циркуляция теплоты, и будет являть собой процесс конвекции.
В большой же советской энциклопедии говорится, что сверхтекучая жидкость обладает аномально высокой теплопроводностью, причиной которой является конвекция.
То есть, как я и написала в начале статьи, трехмерное пространство образуется за счет конвекции теплоты в Бозе-Эйнштейна конденсате.
А как известно, пространство называется трёхмерным, так как оно имеет три однородных измерения – длину, ширину и высоту.
Длину и ширину будет обеспечивать фазовая плоскость дыр, а высоту – тороидальные вихри, являющие собой процесс конвекции теплоты в Бозе-конденсате.
Конвективные движения являются механизмом, который превращает тепловой поток в магнитную энергию.
То есть, можно предположить, что за счет конвекции теплоты в Бозе-конденсате, у дыр появится магнитное поле.
Таким образом, конвективный теплообмен это тот процесс, которым, на мой взгляд, и закончится самоорганизация изолированной системы (коей является каждая из дыр Вселенной) и она придет в основное равновесное состояние с абсолютно нулевой температурой, в котором ее кванты окончательно упорядочатся, и в ней установится полный порядок. Голая кольцеобразная сингулярность из простой системы из двух квантов трансформируется в сложноорганизованную систему из бесчисленного множества квантов, которые будут перемещаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
Абсолютный нуль температуры – минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина. Российский ученый П.Л. Капица, открывший сверхтекучесть гелия, говорил: «Современное понятие абсолютного нуля не есть понятие абсолютного покоя, наоборот, при абсолютном нуле может быть движение – и оно есть, но это есть состояние полного порядка…».
С точки зрения квантовой физики и при абсолютном нуле температуры существуют нулевые колебания, которые обусловлены квантовыми свойствами частиц.
Нулевые колебания – флуктуации квантовой системы в основном состоянии.
Различают нулевые колебания вакуума и нулевые колебания атомов конденсированной среды.
О нулевых колебаниях вакуума я писала в статье «Небытие, как нульмерное пространство». В данном случае нулевые колебания будут связаны с атомами конденсированной среды, вернее я бы сказала с квантами энергии, образующими конденсированную среду.
Основное состояние квантовомеханической системы – стационарное состояние, энергия системы которого называется нулевой. В соответствии с третьим законом термодинамики, система может находиться в таком состоянии лишь при абсолютном нуле.
Нулевая энергия – минимальный уровень энергии, который может иметь данная квантовомеханическая система.
Даже в основном состоянии система способна содержать колоссальное количество энергии.
В равновесном состоянии прекращаются все макроскопические процессы. При этом в системе на микроскопическом уровне могут происходить самые разные процессы, например, химические реакции, которые могут протекать и в прямом, и в обратном направлении, однако в среднем эти процессы компенсируют друг друга, и макроскопические параметры системы остаются неизменными, флуктуируя относительно равновесного значения.
Необходимо сказать, что самоорганизация связана с концепцией эмерджентности.
Эмерджентность (англицизм от emergent «возникающий, неожиданно появляющийся») в теории систем – появление у системы свойств, не присущих её элементам в отдельности; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов. В эволюционистике выражается как возникновение новых функциональных единиц системы, которые не сводятся к простым перестановкам уже имевшихся элементов. В физике эмерджентность используется для описания свойства, закона или явления, которое происходит в макроскопических масштабах, но не в микроскопических. Конвекция в жидкости или газе – пример эмерджентного макроскопического поведения, которое имеет смысл только при рассмотрении перепадов температур. Конвекционные ячейки, в частности ячейки Бенара, являются примером самоорганизующейся системы, или диссипативной системы. Эти системы демонстрируют нарушение симметрии.
Хочу отметить, что ячейки Бенара также представляют собой тороидальные вихри.
Но здесь важно другое – самоорганизующиеся системы демонстрируют нарушение симметрии.
А существование в природе четырёх фундаментальных взаимодействий как раз связывают с нарушением симметрии.
В физике симметрия физической системы – это физическая характеристика системы, которая сохраняется или остается неизменной при некотором преобразовании.
В Википедии говорится, что спонтанное нарушение симметрии происходит случайным образом и обусловлено флуктуациями. Если вещество в определённой термодинамической фазе рассматривать как квантовое поле с соответствующей симметрией, то спонтанное нарушение симметрии представляется как фазовый переход. Спонтанное нарушение симметрии происходит почти при всех фазовых переходах.
Фазовый переход – переход вещества из одной термодинамической фазы в другую. Не каждый фазовый переход сопровождается сменой агрегатного состояния. Но любая смена агрегатного состояния есть фазовый переход. Фазовый переход может происходить как при изменении температуры и давления, так и при изменении концентрации компонентов. Фазовый переход может быть первого и второго рода.
При фазовом переходе первого рода изменяются самые главные, первичные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п.
Из наиболее распространённых примеров фазовых переходов первого рода, в данном случае, наибольший интерес представляет конденсация, являющая собой процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.
Фазовый переход второго рода представляет собой изменение внутренней симметрии (или, что то же самое, степени внутренней упорядоченности) физической системы.
Л.Д. Ландау предложил для описания таких переходов особую величину – параметр порядка. Согласно его теории, в фазе с меньшей упорядоченностью среднее значение параметра порядка равно нулю, а в более упорядоченной фазе отлично от нуля и по мере увеличения степени упорядоченности возрастает по абсолютной величине.
Одним из наиболее распространённых примеров фазового перехода второго рода является прохождение системы через критическую точку.
Критическая точка – точка на диаграмме состояния веществ, соответствующая критическому состоянию, в котором две (или более) фазы, находящиеся в термодинамическом равновесии, становятся тождественными по своим свойствам. В частности, с приближением к критическому состоянию различия в плотности, составе и других свойствах сосуществующих фаз, а также теплота фазового перехода и межфазное поверхностное натяжение уменьшаются, а в критической точке равны нулю.
За фазовый переход в квантово-механической системе, коей в данном случае и является изолированная система, ответственны квантовые флуктуации (колебания). Квантовые флуктуации могут переводить систему в другую фазу. Контролируют эти квантовые флуктуации такие параметры, как давление, концентрация частиц.
Большой класс метастабильных состояний связан с фазовыми переходами 1-го рода. А для критических состояний вещества характерно изменение рода фазового перехода с 1-го на 2-й.
То есть, если я правильно поняла, то в целом переход квантового бозе-газа в конденсат Бозе-Эйнштейна будет являться фазовым переходом первого рода. Но он произойдет через фазовый переход второго рода, поскольку квантовый газ (газ) сначала перейдет в сверхкритический флюид (газ = жидкость), а сверхкритический флюид уже перейдет в конденсат Бозе-Эйнштейна (жидкость). Получится такая схема: газ –> газ = жидкость –> жидкость.
Поскольку в процессе фазовых переходов характеристики системы меняются, то выходит, что и симметрия в ней нарушается.
В конечном итоге имеем следующую схему развития дыр:
1. Спонтанно образованные голые кольцеобразные сингулярности из двух квантов энергии, изначально рассеют свою энергию вращения в виде Бозе-газа, который увлечется во вращение вокруг сингулярностей;
2. Бозе-газ за счет внутреннего трения превратится в сверхкритический флюид;
3. Сверхкритический флюид в процессе автоколебаний превратится в Бозе-конденсат;
4. Бозе-конденсат, обладая аномально высокой теплопроводностью, причиной которой является конвекция, поспособствует образованию у дыр магнитных полей.
5. Посредством своих магнитных полей, дыры соединяться между собой и Вселенная приобретет целостность. Возникнет первое фундаментальное взаимодействие – магнетизм.
Магнетизм – особая форма взаимодействия электрических токов и магнитов (тел с магнитным моментом) между собой и токов с магнитами. Магнитное взаимодействие пространственно разделённых тел осуществляется магнитным полем.
На мой взгляд, то, что называют кротовой норой или червоточиной, представляет собой однородное магнитное поле, проходящее внутри двух кольцеобразных сингулярностей, и соединяющее по вертикали две черные дыры в левой части Вселенной или две белые дыры в правой части Вселенной.
Соединившись между собой, дыры образуют огромную космическую паутину.
Космическая паутина – нити из тёмной материи в межгалактическом пространстве и образуемая ими структура. В 2017 году исследователи не только обнаружили «по подсветке квазаром» нити космической паутины, но и обнаружили ее «волны».
Вдоль сетевидных потоков тёмной материи в дальнейшем сформируются, и будут следовать галактические нити, называемые филаментами.
Вся совокупность дыр на этой стадии будет представлять собой холодную темную материю.
Холодная темная материя – гипотетическая форма темной материи, состоящая из частиц, которые движутся с нерелятивистскими скоростями, то есть со скоростями гораздо меньшими, чем скорость света.
