Данная статья про модель гравитации STRUGA (μτ-approach): Scaling–Temporal Relativistic Universal Gravity Architecture, которую мы ранее рассматривали в статье.
Эта теория гравитации на сайтах Preprints.org и на Preprints.ru
Перед чтением этой статьи также желательно ознакомиться с логикой формирования гало Тёмной материи в STRUGA в статье и с механизмом зависимости параметров гало темной материи от спина вращения чёрной дыры в статье.
Введение
Мы привыкли думать, что чёрные дыры — это монстры, которые пожирают всё вокруг. Но есть одна загадка: как эти монстры успели вырасти до размеров в миллиарды солнц уже через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва? Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) находит такие гиганты там, где им, по стандартным представлениям, просто не хватило бы времени набрать массу. Теория STRUGA (μτ-подход) предлагает ответ, который выглядит почти как научная фантастика, но строго следует из её уравнений.
Проблема: времени нет, а дыры — есть
Представьте себе Вселенную, которой всего 500–800 миллионов лет (это примерно 5% от её нынешнего возраста). В то время она была плотной, горячей и быстро расширяющейся. И вдруг мы находим в ней чёрные дыры массой в миллиард солнц. Это всё равно что обнаружить в младенце, которому несколько дней, скелет взрослого мужчины. Как они успели так вырасти?
В стандартной модели даже при самом быстром темпе аккреции для такого роста потребовалось бы больше времени, чем прошло от Большого взрыва. Нужно что‑то, что ускоряет рост. И STRUGA это «что‑то» предлагает.
Что такое α-масса, β-масса и αβ-масса?
В STRUGA любая чёрная дыра на самом деле состоит из двух частей.
- α-масса (Mα) — это масса, которая находится внутри горизонта событий. Именно её мы обычно называем «чёрной дырой», именно её измеряют астрономы по движению звёзд и газа в центре галактики. Для Стрельца A* Mα=4,3×106M⊙Mα=4,3×106M⊙ (4,3 миллиона масс Солнца).
- β-масса (Mβ) — это масса тёмного гало, невидимого облака, которое окружает дыру. Оно не излучает, но обладает гравитацией. Для Млечного Пути Mβ≈1,3×1012M⊙Mβ≈1,3×1012M⊙ (1,3 триллиона масс Солнца).
- αβ-масса (Mαβ=Mα+Mβ — полная масса системы. Для Стрельца A* Mαβ≈1,3×1012M⊙Mαβ≈1,3×1012M⊙.
В STRUGA соотношение α и β зависит от спина (скорости вращения) дыры. Чем медленнее вращение, тем больше β-масса и тем меньше α-масса. Быстрая дыра почти не имеет гало, зато её α-масса огромна.
Два мира — две судьбы: Стрелец A* и TON 618
Стрелец A (Sgr A)** — медленная дыра (спин ≈ 0,15). Её α-масса всего 4,3 миллиона солнц, зато β-масса — 1,3 триллиона. Почти вся масса перекачалась в гало.
TON 618 — быстрая дыра (спин > 0,9). Её α-масса — 66 миллиардов солнц, β-масса ничтожна. Вся мощь осталась внутри горизонта.
Полная αβ-масса Sgr A* (1,3 триллиона) в 20 раз больше α-массы TON 618. «Карлик» по полной массе превосходит «гиганта» — просто его масса спрятана в невидимом облаке.
Пошаговая эволюция (увеличенная β-масса)
Шаг 1. 0 – 200 миллионов лет.
Нет ни α, ни β. Только газ и излучение.
Шаг 2. Около 200 миллионов лет.
В ядре сверхмассивной звезды (массой 250–300) коллапсирует ядро. Коллапс ядра сверхмассивной звезды даёт α ≈ 10–30 M⊙. Сразу возникает тёмное гало, которое за короткий промежуток времени вырастает до огромных размеров: β ≈ 1000 M⊙ (β/α ≈ 100). αβ ≈ 1000–1030 M⊙.
Шаг 3. 200 – 250 миллионов лет (квази-звезда).
Дыра и гало растут в 100 раз быстрее обычного.
Через 50 миллионов лет:
α ≈ 100 000 M⊙,
β ≈ 100 миллионов M⊙ (а не 10 миллионов, как раньше).
αβ ≈ 100,1 миллиона M⊙.
Соотношение β/α ≈ 1000.
Шаг 4. 250 миллионов – 1 миллиард лет.
Квази-звезда рассеивается. Дыра продолжает расти за счёт аккреции и слияний. Галактика набирает массу, и β-гало растёт вместе с ней.
К 1 миллиарду лет:
α ≈ несколько миллиардов M⊙ (например, 5–10 миллиардов),
β ≈ несколько десятков миллиардов M⊙ (например, 30–50 миллиардов).
αβ ≈ 40–60 миллиардов M⊙.
β/α ≈ 5–10.
Шаг 5. 1 – 13,8 миллиардов лет (до наших дней).
Дальнейшая судьба зависит от спина.
- Если дыра остаётся медленной (Sgr A*):
α почти не растёт (4,3 миллиона), зато β достигает 1,3 триллиона.
β/α ≈ 300 000. - Если дыра раскручивается (TON 618):
α вырастает до 66 миллиардов, β остаётся ничтожной.
β/α ≪ 1.
В обоих случаях полная αβ-масса может быть сравнимой — просто она по-разному распределяется.
Главный вывод
Увеличение β-массы уже на этапе квази-звезды (до 100 миллионов) и особенно на этапе роста в протогалактике (до десятков миллиардов) позволяет естественно прийти к наблюдаемым цифрам:
- Для медленной дыры (Sgr A*) — β достигает триллиона, α остаётся мизерной.
- Для быстрой дыры (TON 618) — α вырастает до десятков миллиардов, β ничтожна.
STRUGA объясняет, как за 500–800 миллионов лет из крошечного зародыша вырастают чёрные дыры массой в миллиарды солнц, и как одна и та же полная αβ-масса может быть скрыта либо в горизонте, либо в невидимом гало. Это решает проблему времени и даёт чёткие предсказания, которые можно проверить будущими телескопами.