奇点是怎么诞生的

论剑历史网 - www.16261.net/2021-03-04/ 分类:宇宙探索/阅读:
物理上把一个存在又不存在的点称为奇点。 空间和时间具有无限曲率的一点,空间和时间在该处完结。经典广义相对论预言奇点将会发生。在具有合理物质源的广义相对论的经典理论中引力坍缩情形中的空间-时间奇性是不可避免的,在一定情形下奇点必须存在特别是宇 ...

物理上把一个存在又不存在的点称为奇点。

空间和时间具有无限曲率的一点,空间和时间在该处完结。经典广义相对论预言奇点将会发生。在具有合理物质源的广义相对论的经典理论中引力坍缩情形中的空间-时间奇性是不可避免的,在一定情形下奇点必须存在——特别是宇宙必须开始于一个奇点。但由于理论在奇点处失效,所以不能描述在奇点处会发生什么。

作为一个世界的发生之初,它应该具有所有形成宇宙中所有物质的势能,所以它是无形的。同时我们还可以想象,在某一点上宇宙奇点的这一势能平衡被打破,于是乎能量便不断转换为物质,而经过若干年而形成了我们的宇宙---物质与能量的共生体。

然而我们不能想象的出的是什么东西引发了这一奇点势能平衡的被破坏。

奇点是没有大小的“几何点”,就是不实际存在的点,这是很令人难于理解的。令人难于理解的还有,没有大小的奇点物质竟然是能级无限大的物质。这些是同我们现有的理论和观念不相合的。

物理学上面的奇点,多见于描述黑洞中心的情况。此时因为物质在此点密度极高,向内吸引力极强,因此物质压缩在体积非常小的点,此时此刻的时空方程中,就会出现分母无穷小的描述,因此物理定律失效。奇点是天体物理学概念,认为宇宙刚生成时的那一状态.

引力奇点(Gravitational singularity‎)是大爆炸宇宙论所说到的一个“点”,即“大爆炸”的起始点。该理论认为宇宙(时间-空间)是从这一“点”的“大爆炸”后而膨胀形成的。奇点是一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的“点”,一切已知物理定律均在奇点失效。

我们熟知的物理学定律失效的地点。奇点一般被看成点,但原则上它们可以取一维的线或甚至二维的膜的形式。按照广义相对论的方程式,只要形成了一个无自转的史瓦西黑洞,该黑洞事件视界内部的物质必然在引力作用下塌陷成一个密度无穷大的点,即奇点(罗杰·彭罗斯)。宇宙从大爆炸开始的均匀膨胀就是这种黑洞坍缩的镜像反转,意味着宇宙诞生在一个奇点中。

在以上两种情况下,方程式都没有考虑量子理论。当我们处理的物体小于普朗克长度,或时间短于普朗克时间时,已知的物理学定律,包括广义相对论,看来真会失效。这意味着,在那样的尺度上,合情合理的设想将是,向奇点坍缩的物质受到量子过程的影响,有可能‘反弹’而转为向外膨胀到另一组维度中去。有人主张,大爆炸‘奇点’实际上就是这样一种反弹。

加州理工学院的理论物理学教授基普·桑尼把量子奇点说成是引力将空间和时间彼此‘分离’的地方,然后再将时间概念和空间明确性一一破坏,留下来的是一个任何东西都可能从中出现的‘量子泡沫’(《黑洞和时间翘曲》)。奇点——尤其是与自转黑洞和裸奇点(如果存在的话)相关联的奇点——甚至可能容许实现时间旅行。

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