A gravitációs szingularitás elmélete

0
330

Gravitációs szingularitásról akkor beszélünk, amikor a gravitációs mezőt leíró modellben a koordináta-rendszertől függetlenül végtelen mennyiségek jelennek meg. Másképp megfogalmazva: ott lép fel gravitációs szingularitás, ahol a gravitáció egyenletének matematikai szingularitása van.

szinguláris szó jelentése: egyedi, kivételes, különleges viselkedést vagy szabálytalanságot mutató. A szingularitás egy szinguláris hely. Az ősrobbanás kozmológiai modellje szerint a világegyetem a születése pillanatában egy gravitációs szingularitást tartalmazott. Az ősrobbanás szingularitásában az említett modell szerint a Világegyetem sűrűsége és a téridő görbülete paradox módon végtelen volt. Mivel azonban az ősrobbanás-elmélet jelenleg még nem tartalmaz kvantumos hatásokat, ezért előrejelzései csak az ősrobbanás pillanata utáni időpillanatban válnak érvényessé. Az általános relativitáselmélet gravitációs szingularitás kialakulását, egyben a téridő végtelen görbületét jósolja a fekete lyuknak is nevezett, extrém nagy tömegű, extrém nagy gravitációjú égitestek közvetlen közelében. Egy nem forgó, töltés nélküli fekete lyukban a szingularitás egyetlen pontként értelmezhető, amit „pontszingularitásnak” neveznek. Forgó fekete lyukban ez a tartomány egy gyűrű, melyet „gyűrűszingularitásnak” neveznek. A forgó fekete lyukakat gyakran Kerr-féle fekete lyukaknak nevezik.

Az 1990-es évek elejéig általánosan elfogadott volt, hogy az általános relativitáselmélet minden szingularitást eseményhorizont mögé rejt, lehetetlenné téve az úgynevezett csupasz szingularitásokat. Erre úgy hivatkoztak, mint a „kozmikus cenzúra” elve. 1991-ben viszont Shapiro és Teukolsky számítógépes szimulációval megmutatták, hogy egy forgó síkporkorongban létrejöhet csupasz szingularitás. Nem tudjuk biztosan, hogy az eredményeik nem csak a szimulációk kivitelezéséhez szükséges, bizonyos egyszerűsítő feltételezések következményei-e, sem azt, hogy pontosan hogyan nézhetnek ki ezek az objektumok, ha valóban léteznek.

Az 1961-ben közzétett Penrose–Hawking tétel szerint az általános relativitáselméletben az anyag mozgásegyenletének minden megoldásában létezik szingularitás.

Sok fizikus szerint a gravitációs szingularitások „nem fizikaiak”, abban az értelemben, hogy ha a gravitációt és a kvantummechanikát sikeresen egyesítjük egy kvantumgravitációs elméletben, akkor az általános relativitáselmélet által jósolt szingularitásokban a “végtelenek” eltűnnek az elméleteinkből.

Forrás: Wikipedia