Was ist eine Singularität? Punkt der Singularität. Singularität eines schwarzen Lochs

Bis heute ist die Frage, was istSingularität, begeistert nicht nur Menschen, die sich für Wissenschaft interessieren, sondern auch die besten Wissenschaftler der Welt. Dieser Begriff findet sich in Mathematik, Physik, Astronomie, Kosmologie und anderen exakten Wissenschaften. Seine Interpretation variiert ein wenig, aber das Prinzip bleibt gleich. Deshalb betrachten wir nun nacheinander, was eine Singularität aus verschiedenen Blickwinkeln ist, und finden heraus, was für Forscher dieses mysteriöse Phänomen so interessant macht.

Allgemeine Interpretation des Begriffs

Bevor wir anfangen, in Geheimnisse einzutauchenUniversum, lassen Sie uns zur Geschichte des Universums gehen. Die aktuellste Version der Welt ist im Moment die Theorie des Urknalls. Zur Zeit der Geburt von allem, was uns umgibt, gab es nur einen einzigen Punkt der Singularität. Seine Dimensionen sind nicht genau bekannt, aber Wissenschaftler vergleichen es oft mit einer Erbse zum Verständnis. Denken Sie in diesem Fall nicht, dass dieser Mini-Ball in seiner Hand gehalten werden könnte. Seine Masse war gleich der Masse aller Sterne und Galaxien, die heute im Weltraum sind. Außerdem war die Temperatur dieser Erbse gerade außerhalb des Maßstabs, und die Gravitationskraft war höher als die der bestehenden Schwarzen Löcher. Mit anderen Worten, der Punkt der Singularität ist eine Einheit von Raum-Zeit, in der alle Materie, die unser Universum füllt, bestand.

Was ist eine Singularität?

Wie ist die Zeit gekommen?

Es ist erwähnenswert, dass unter dem Begriff"Materie" bedeutet nicht nur den kosmischen Raum, der aus Milliarden von astronomischen Einheiten besteht, sondern auch alle Zeitintervalle. Ja, es ist schwer vorstellbar, aber um zu verstehen, was eine Singularität ist, müssen Sie sich Zeit als eine räumliche Dimension vorstellen, in der Sie sich vorwärts oder rückwärts bewegen können. All dies ist untrennbar mit der Krümmung des Raumes verbunden, auf die wir im Folgenden eingehen werden. Die Wissenschaftler wissen auch nicht, wie lange diese Erbse durch irdische Maßnahmen existierte. Paradoxerweise ist in einem solchen komprimierten Zustand in jeder Dimension die Unendlichkeit Null. Später begann der Singularitätspunkt zu wachsen, die Temperatur in ihm fiel, die Teilchen stießen ab. So trennte sich die Zeit von anderen Dimensionen und hörte auf, eine räumliche Einheit zu sein. Weil es heute nur vorwärts gehen kann.

Singularitätspunkt

Kosmologische Konzepte

Wie Sie wissen, beschäftigt sich die Wissenschaft der Kosmologiedie Entwicklung des Universums studieren. Hier betrachten wir alle sogenannten Epochen, die dem Urknall folgten. In Übereinstimmung mit dieser Theorie stellten die Wissenschaftler die Hypothese auf, dass das Universum aus einer Singularität entstanden sei. In diesem Fall kann die Existenzdauer des Letzteren nicht festgestellt werden. Davon ausgehend werden zwei glaubwürdigste Versionen noch sorgfältig studiert. Die erste ist, dass unsere Welt statisch ist. Eine große Explosion ereignete sich zu einem bestimmten Zeitpunkt, als sich alle Partikel in einem Zustand unendlicher Kompression abrupt von einander entfernten. Darüber hinaus war die Singularität des Universums vor der Explosion durch die Anwesenheit von Materie und Antimaterie gekennzeichnet. Heute haben Wissenschaftler kein einziges Antiteilchen gefunden. Die zweite Version basiert auf der Tatsache, dass der Urknall ein wahrer Kosmos ist. Es ist erwiesen, dass sich Galaxien ständig voneinander entfernen, daher dauert der Prozess der Ausdehnung der Welt bis heute an.

Schwarze Loch Singularität

Singularität in der Kosmologie

In der Evolution des Kosmos, so seltsam es auch erscheinen mag, gibt es keinen Platzauf der Erde physikalische Formeln und Gesetze handeln. Dieses Phänomen wird uns durch die kosmologische Singularität visuell demonstriert. Natürlich ist es in der Praxis unmöglich herauszufinden, in welchem ​​Zustand sich die Materie zur Zeit des Ursprungs der Welt befand, aber theoretisch berechneten die Wissenschaftler die paradoxen Gesetzmäßigkeiten. Die erste ist die Krümmung der Raumzeit. Dies bedeutet, dass es unmöglich ist, eine geodätische Gerade oder einen geodätischen Winkel in der Singularitätssphäre darzustellen. Die zweite ist, wie wir bereits gesagt haben, eine ganz andere Zeit. Hier können Sie in einem Zeitintervall zu jedem Punkt gelangen. Kosmologische Singularität, so die Wissenschaftler, ist der Ausgangspunkt, der als Urknall bezeichnet wird. Während dieser Zeit näherten sich die Dichte und die Temperatur der Substanz dem Unendlichen. Zur gleichen Zeit tendierte das Maß des Chaos zu Null und multiplizierte die beiden vorherigen Einheiten mit sich selbst. Vom Standpunkt der terrestrischen Physik können Temperatur und Dichte nicht gleichzeitig in einem unendlichen Zustand bestehen. Und das ist nur eines von vielen Paradoxien, die Wissenschaftler nicht lösen können.

Gravitations-Singularität

Alte und neue Theorie

Vor vielen Jahren gab Albert Einstein die Weltdie berühmte Relativitätstheorie, die jetzt die Gravitationstheorie genannt wird. Dank ihr beschreiben wir heute alle Phänomene in Raum und Zeit, die uns umgeben. Entsprechend der Theorie können physikalische Objekte keine Singularität haben. Das heißt, in der Praxis kann keine Materie oder Materie keine Masse, Dichte oder Temperatur haben, die unendlich ist. Aber Mathematik ist als eine theoretische Wissenschaft bekannt, daher gibt es einen Platz für Funktionen mit unendlichen Bedeutungen. Indem wir einen Bereich des Wissens auf einen anderen anwenden, erhalten wir eine ungefähre Berechnung dessen, was zum Zeitpunkt des Urknalls passieren könnte. Dies zeigt, wie bereits erwähnt, mit unendlichen physikalischen Größen. Dieses Phänomen wird physikalische oder kosmische Singularität genannt. Aber seine Gesetze sind unvergleichbar mit der Relativitätstheorie. Eine neue Theorie der Quantengravitation kann dieses Phänomen erklären. Dies ist ein Zweig der Physik, in dem das Verhalten von Licht, seine Eigenschaften und seine Bedeutung im Universum untersucht werden. Die Theorie selbst existiert noch nicht, aber es gibt bestimmte Berechnungen und Annahmen, die ihre Grundlage bilden können.

Zeit Singularität

Die Geheimnisse der Schwerkraft entwirren

In der Astrophysik gibt es so etwas wieAusreißgeschwindigkeit. Es wird verwendet, um den Grad der Beschleunigung zu bestimmen, mit der ein bestimmtes Objekt Gravitationskräften widerstehen kann. Zum Beispiel sollte eine Rakete, die ihre Masse berücksichtigt, sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 12 km / s bewegen, um die Atmosphäre der Erde zu verlassen. Aber wenn unser Planet einen Durchmesser von nicht 12.742 Kilometern hätte, sondern einen Zentimeter, dann wäre es zur Überwindung des Anziehungsfeldes notwendig, sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, die größer ist als die Lichtgeschwindigkeit. In diesem Fall wäre die Erde nicht von der üblichen Gravitationskraft umgeben, sondern von der Gravitations-Singularität. Natürlich ist das alles eine Theorie, denn wenn unser Planet solche Dimensionen annimmt, wird er zu einem schwarzen Loch. Aber solche Erfahrung macht es möglich zu verstehen, was die Bedeutung der Schwerkraft im Universum ist.

 Das Universum entstand aus der Singularität

Was bestimmt die Schwerkraft?

Je näher die Atome zueinander sind, desto besserdichtere Substanz. Wenn die Moleküle irgendwie miteinander wechselwirken, dann findet der Prozess des Erhitzens statt, daher steigt die Temperatur dieser Substanz an. Unter terrestrischen Bedingungen treten solche Prozesse in gewissen Grenzen auf, deshalb haben wir lange Formeln erfunden, die es uns erlauben, das Verhalten jedes chemischen Elements zu berechnen. Alles nur deshalb, weil die Schwerkraft es den Teilchen nicht erlaubt, sich einer bestimmten Entfernung zu nähern und sich mehr als nur um eine bestimmte Strecke zu entfernen. Im Weltraum, wo es Brachland zwischen Galaxien gibt, wird der Raum besonders entladen, das nennt man Vakuum. Prinzipiell gibt es keine Schwerkraft, weil eine kleine Menge Materie im Chaos ist. In der Nähe sehr dichter Objekte (riesige blaue Sterne, Quasare und auch schwarze Löcher) steigt die Anziehungskraft für uns Erdlinge auf unwirkliche Werte. Die Teilchen befinden sich so nahe beieinander, dass ein Phänomen entsteht, das "gravitative Singularität" genannt wird. Dies ist die Basis, die die Raumverzerrung und den Grad der Krümmung beeinflusst.

Singularität Durchgang

Gravitation und Materieverhalten

Im Bereich der Singularität wird Materie nicht abgesaugt.Nur kosmischer Wind und mikroskopische Teilchen werden dort angezogen. Aber eine Person kann theoretisch freiwillig in solche Gebiete gehen. Sie befinden sich in Quasaren und Schwarzen Löchern und sind leider für Lebewesen aus biologischer Sicht tödlich. Wenn man sich in den Bereich der großen Gezeitenkraft begibt, wird sich der Körper sowohl längs als auch quer dehnen. Infolgedessen umhüllen die Umrisse einer Person die Kugel und werden sich darin drehen. Theoretisch, wenn die Augen immer noch ein Signal an das Gehirn sehen und übertragen, wird eine Person gleichzeitig in der Lage sein, alle seine Körperteile zu sehen, einschließlich des Gesichts, das sich vor ihm drehen wird und die Lichtgeschwindigkeit überschreitet. Es ist klar, dass in dieser Form der menschliche Körper nicht existieren kann, aber das gilt für die irdische Physik. Dieses Beispiel gibt uns jedoch die Möglichkeit, uns vorzustellen, was eine Singularität aus praktischer Sicht ist. Es wäre interessant anzunehmen, dass wir als biologische Spezies in der Lage sein werden, diese neuen physikalischen Gesetze zu akzeptieren und in solchen Formen zu existieren, um neue Welten für uns selbst zu bilden.

Der Fluss der Zeit

Um welche Zeit kann man für immer argumentieren.Heute ist es definiert als der Prozess, physiologische, physische und mentale Prozesse für lebende Organismen und die Materie unserer Welt zu durchlaufen. Aber die Eigenschaften der Zeit, ihre verborgenen Möglichkeiten wurden nicht untersucht. Wir nehmen es als etwas Subjektives wahr, und es kann sorgfältig überwacht werden, indem wir uns an seine vergangenen Jahre erinnern. Als wir das erste Lebensjahr erlebten, betrug dieses Segment für uns 100 Prozent. Er war das Einzige, was wir hatten, alles Leben und jede Erfahrung. An seinem zweiten Geburtstag ist ein Jahr bereits 50 Prozent, der dritte - nur der dritte. Im Alter von 80 Jahren war ein Jahr bereits nur ein Viertel des Lebens, und nichts spielte eine Rolle. Es geschah, weil im ersten Jahr alles, was wir sahen, neu war. In der Zukunft stießen wir auf immer mehr vertraute Dinge und Phänomene. Weil es schien, dass die Kindheit unglaublich lange dauert und reife Jahre im Nu vorüberziehen. Dies ist ein klares Beispiel dafür, wie die Wahrnehmung einer Person den Fluss der Zeit verzerrt. Und was passiert, wenn man diesen Begriff aus astronomischer Sicht betrachtet?

Zeit am Anfang der Zeit

Es war ein kleiner Exkurs, der gabdie Möglichkeit, alles zu verstehen, was wir sehen. Da wir im Rahmen der Physik und unserer eigenen Wahrnehmung gefangen sind, können wir uns schwer vorstellen, dass die Welt ganz anders war und sein kann. Die Singularität der Zeit hatte also denselben Platz in der Kosmologie wie auch die Singularität des Raumes. Jetzt, um ein Segment von 1 Kilometer mit einer Geschwindigkeit von 5 km / h zu überwinden, dauert 0,2 Stunden. Um von der Erde zum Saturn zu fliegen, ist es notwendig, mehrere Jahre zu verbringen. Aber was ist mit der Zeit, wenn die gesamte Entfernung in der Welt 1 Zentimeter beträgt? Multiplizieren wir solche unbedeutenden Parameter mit einer unendlich großen Dichte und Masse, erhalten wir die Krümmung der Raumzeit. Das bedeutet, dass zu der Zeit, als das Universum einzigartig war, alles, was wir jetzt sehen, passieren könnte. Die Ereignisse könnten gemischt, unglaublich verzerrt und korreliert sein. Einfach gesagt, jedes materielle Objekt könnte in der Vergangenheit der Erde oder eines anderen Planeten und in seiner Zukunft aussehen.

Technologie und Eintritt in eine neue Ära

Es gibt auch die sogenannte Singularitätstheorie,Demnach wird unser Planet bald zu einer großen biotechnischen Intelligenz werden. Den Forschern zufolge wird in der Mitte des 21. Jahrhunderts ein Computer geschaffen, dessen Fähigkeiten die Fähigkeiten des Gehirns übersteigen werden. Künstliche Intelligenz wird natürlich weniger entwickelten Wesen überlegen sein. In diesem Moment wird eine technologische Singularität kommen. Dieser Name wurde erfunden, weil nicht bekannt ist, wie ein solcher Fortschritt in der Wissenschaft enden wird und ob die Menschheit überleben wird.

Wurmlöcher

Singularität des Schwarzen Lochs, aus demtatsächlich, und dieses kosmische Objekt ist zusammengesetzt, ist eines der größten Geheimnisse der Welt. Wurmloch selbst sieht wirklich nicht wie ein Tank mit einem Trichter und einem schmalen Tunnel, und als Kugel durch eine gigantische Schwerkraft gebildet. Wir haben bereits oben die schwarzen Löcher erwähnt und sie als tödliche Objekte im Universum definiert. Die Stärke ihrer Kompression ist unglaublich groß, weil der Horizont der Ereignisse Raum und Zeit aufhört. Die Singularität eines Schwarzen Lochs ist vergleichbar mit der Theorie des Urknalls. Es ist nicht gründlich untersucht, aber es wird angenommen, dass die Druckkraft innerhalb des Wurmloches die gleichen wie zum Zeitpunkt der Geburt der Welt ist. Deshalb gibt es eine Theorie, dass Schwarze Löcher - die Entwicklung neuer Universen ist, die parallel zu unserer existieren.

Ein Anhang erklärt einen Teil der Theorie

Allgemein gesagt, die Theorie des Nullpunkts undunendliche Dichte macht es möglich, das Spiel "Singularity" zu verstehen. Der Ablauf einer Mission beinhaltet die Bewegung in Raum und Zeit, in der beide Konzepte eins sind. Der Held bewegt sich zwischen 1950 und 2010, korrigiert die Fehler sowjetischer Wissenschaftler und rettet moderne Sträflinge auf einer von Strahlung umgebenen Insel. Wenn Sie in diese Welt eintauchen, können Sie allmählich verstehen, welche Zeit in der räumlichen Dimension bedeutet.

Zusammenfassung

Das Studium aller Geheimnisse des Kosmos, die betreffenSchwerkraft, macht es möglich zu verstehen, dass die Relativitätstheorie uns bis zum Äußersten einschränkt. Natürlich ist dies ein unglaublicher Fund für terrestrische Bedingungen, aber wenn es darum geht, andere Räume zu studieren, dann sollten alle Stereotypen verworfen werden. Solch ein Konzept wie "Singularität" überlagert die Wahrnehmung von Klang, Lichtimpulsen, Raumkrümmung und der Länge der Zeit. Aber es ist immer noch nur in der mathematischen Theorie anzutreffen und findet in der physikalischen Praxis keine Erklärung. Die Singularität des Schwarzen Lochs wird im Detail untersucht, aber es wird angenommen, dass diese Region, obwohl sie zur Unendlichkeit komprimiert ist, nicht der am meisten kollabierte Punkt des Universums ist.