С тех пор, как ученые впервые обнаружили существование черных дыр в нашей Вселенной, мы все задавались вопросом: что может существовать за завесой этой ужасной пустоты? Кроме того, с тех пор, как была впервые предложена общая теория относительности, ученые были вынуждены задаться вопросом, что же могло существовать до рождения Вселенной, т.е. до Большого Взрыва?
Интересно, что эти два вопроса были решены (некоторым образом) с теоретическим существованием чего-то, известного как гравитационная сингулярность — точки в пространстве-времени, где законы физики, какими мы их знаем, нарушаются. И хотя в этой теории остаются вызовы и нерешенные вопросы, многие ученые считают, что именно это существовало под покровом горизонта событий и в начале Вселенной.
С научной точки зрения, гравитационная сингулярность (или пространственно-временная сингулярность) — это место, где величины, используемые для измерения гравитационного поля, становятся бесконечными таким образом, что это не зависит от системы координат. Другими словами, это точка, в которой все физические законы неотличимы друг от друга, где пространство и время больше не являются взаимосвязанными реальностями, а сливаются неразличимо и перестают иметь какое-либо самостоятельное значение.
Сингулярности могут возникать где угодно, и они удивительно распространены в математике, которую физики используют для понимания Вселенной.
Проще говоря, сингулярности — это места, где математика «неправильно себя ведет», обычно генерируя бесконечно большие значения.
Во всей физике есть примеры математических сингулярностей: обычно всякий раз, когда в уравнении используется 1/X, когда X стремится к нулю, значение уравнения стремится к бесконечности.
Однако большинство этих сингулярностей обычно можно разрешить, указав, что в уравнениях отсутствует какой-либо множитель, или отметив физическую невозможность когда-либо достичь точки сингулярности.
Другими словами, они, вероятно, не являются «настоящими».
Но в физике есть сингулярности, не имеющие простых разрешений.
Самыми известными являются гравитационные сингулярности, бесконечности, которые появляются в общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), которая в настоящее время является нашей лучшей теорией того, как работает гравитация.
В общей теории относительности есть два вида сингулярностей: координатные сингулярности и истинные сингулярности.
Координатные сингулярности возникают, когда бесконечность появляется в одной системе координат (особый выбор для записи разделения во времени и пространстве), но исчезает в другой.
Например, физик Карл Шварцшильд (Karl Schwarzschild) применил общую теорию относительности к простой системе сферической массы, такой как звезда.
Он обнаружил, что решение содержит две особенности, одну в самом центре и одну на некотором расстоянии от центра, известном сегодня как радиус Шварцшильда.
В течение многих лет физики думали, что обе сингулярности сигнализируют о крахе теории, но это не имело значения, пока радиус сферической массы был больше, чем радиус Шварцшильда.
Согласно журналу «Quanta», горизонт событий «защищает» сингулярность, не позволяя внешним наблюдателям увидеть ее, если они не пересекают горизонт событий.
Физики долгое время думали, что в ОТО все сингулярности, подобные этой, окружены горизонтами событий, и эта концепция была известна как гипотеза космической цензуры — названа так потому, что предполагалось, что какой-то процесс во Вселенной препятствовал (или «подвергал цензуре») возможности просмотра сингулярностей.
Однако компьютерное моделирование и теоретическая работа повысили вероятность открытых (или «голых») сингулярностей.
Открытая сингулярность была бы именно такой: сингулярность без горизонта событий, полностью наблюдаемая из внешней вселенной.
Теория Большого взрыва, предполагающая, что общая теория относительности верна, является современной космологической моделью истории Вселенной.
Она также содержит сингулярность.
В далеком прошлом, примерно 13,77 миллиарда лет назад, согласно теории Большого Взрыва, вся Вселенная была сжата в бесконечно маленькую точку.
Физики знают, что этот вывод неверен.
Хотя теория Большого взрыва чрезвычайно успешно описывает историю космоса с того момента, как и в случае с черными дырами, наличие сингулярности говорит ученым, что теория — опять же, ОТО — неполна и нуждается в обновлении.
Одним из возможных решений сингулярности Большого взрыва является теория причинных множеств.
Согласно теории причинных множеств пространство-время не является гладким континуумом, как в ОТО, а скорее состоит из дискретных фрагментов, называемых «атомами пространства-времени».
Хотя не существует общепризнанных решений проблемы сингулярности Большого взрыва, физики надеются, что они скоро найдут решение, и они наслаждаются своей работой.
Как сказал Бенто: «Меня всегда восхищала вселенная и тот факт, что в реальности так много вещей, которые у большинства людей ассоциируются с научной фантастикой или даже фэнтези».
Это интересно
0
|
|||
Последние откомментированные темы:
-
Флаконы с "вакциной" Covid содержат оксид графена
(1)
gos
,
21.02.2022
-
7 признаков Воинов Духа
(1)
Анна 12
,
06.01.2022
-
С Новым Годом!
(1)
teka-45
,
31.12.2021
-
Законы духовного развития
(1)
Victor1
,
16.12.2021
-
Энергетический прогноз на декабрь 2021 года
(1)
Y
,
06.12.2021
20250122083445