2022-01-18 作者 :生物360 围观 : 0次
大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于自然界奇点的问题,于是小编就整理了1个相关介绍自然界奇点的解答,让我们一起看看吧。
奇点是时空曲率发散的地方,一般来说,黑洞的中心,以及宇宙的开端都存在奇点。这个奇点物质与能量密度是无限大的,因为无限大的东西物理学不好描述,所以称之为奇点。
在广义相对论中,奇点是可以描述的。存在霍金与彭罗斯的奇点定理等比较强的数学定理来刻画奇点的存在性。
当然了,在物理上,奇点被认为都是被视界所包围的,也就是说不存在裸露的奇点。所以彭罗斯提出一个“宇宙监督假设”,在这个假设中,裸奇点是被禁止的。但彭罗斯也不能证明为什么裸奇点不能存在,所以他说:“上帝禁止裸奇点”。这样一下把问题推到上帝那里去了。
宇宙监督假设是一个没有被证明的猜想,需要用到拓扑学与微分几何学来理解这个猜想。
为什么裸露的奇点不能存在呢?因为裸露的奇点会破坏时空的因果性。比如在你房间里如果存在一个裸奇点,那么你撞上它以后会突然在我们这个时空中消失,这就破坏了我们时空的因果性——因为裸奇点是没有预警机制的。
什么是裸奇点?什么是奇点?两者有什么联系吗?
你的提问虽然是一个具有针对性的问题,但依然与解释物质运动与宇宙空间的存在有着直接联系。实际上,对于宇宙的存在,科学家还是依据一般的物质运动方式进行解释的。不管宇宙空间有多大,有多么不可思议,人类只能根据对宇宙的认识来解释。如果这个认识仅仅依据观测来解释,显然让我们难以理解和解释一切客观存在的现象。
我们是否接触到了事物的本质?
事物的真相是什么?
为了解决上述几个问题,同时能够触及到事物的内在联系,而不是仅仅停留在表面观察上。于是,建立在科学分析和对数学模型研究的新型探索型理论就出现了。具有预测的猜想和假说就出现了。虽然这些理论只是建立在预言性质上的,但却指导着人类对未知事物探索的方向。奇点和裸奇点也是这样。
我们是否可以这样理解奇点和裸奇点呢?
奇点由于光速无法从其内部逃逸,我们看不见。而裸奇点由于光速可以从其内部逃逸,我们能够看见。具有这两点,我们是否可以这样认为,奇点和裸奇点都是宇宙空间中物质运动的一种状态。奇点由于光速无法逃逸,会在这个物质运动方式周围形成自己的空间,这个空间是独立于宇宙空间存在的,我们就把这种运动状态称为黑洞。而裸奇点运动方式属于这个宇宙空间,属于可观测的一种物质运动方式。同时对于这两种奇特的物质运动状态,为了能够准确理解和描述,我们认为这依然属于物质的运动状态,这种状态因为无法用常规物质的大小来描述,我们也无法用三维空间存在方式来描述这种物质运动存在方式,换一句说法就是,我们无法用常规的体积来描述奇点的大小,于是就把它们称之为,奇点。
由此我们是否可以这样认为:奇点无大小,黑洞有空间。
奇点最早由史瓦西在研究广义相对论的引力场方程时发现的,他发现大质量恒星当发生引力坍缩时,没有任何自然力能阻止其坍缩,它最终会坍缩成一个时空曲率无穷大的奇点,并在其周围形成一个光速都不能逃逸,史瓦西半径大小的事件视界,这就是现在所说的黑洞。
但其实很长时间里,大家都不相信奇点会出现,直到一位数学家出现,他就是牛津大学的罗杰彭罗斯。他当时是一位数学家,但当他一旦涉足物理就不得了了,现在他已经同时是一位物理学家了,在广义相对论和量子力学上都有很高造诣。
彭罗斯用数学方法证明了奇点必然出现,并且无法通过坐标系变换来消除。后来霍金也加入了研究,最终两人共同证明了奇性定理,指出在大爆炸初期和恒星坍缩到黑洞都必然会出现奇点,那里是时间的终点。
由于奇点过于奇葩,它自身和在它的附近有可能会产生闭合类时线,用人话来说就是允许出现时间倒流回到过去。这显然是无法接受的,所以彭罗斯很快定了个规矩:奇点必须被视界包裹,大自然不允许出现裸奇点,这个被称为宇宙监督。虽然很霸道,很有神学意味,但大家都很乐于接受这个假设,因为大家更不接受裸奇点可能导致的时间倒流从而产生的时间悖论。
裸奇点顾名思义就是裸露的奇点,也就是没有视界禁闭着的奇点。这会导致正常时空产生时间循环从而造成时间悖论。
到此,以上就是小编对于自然界奇点的问题就介绍到这了,希望介绍关于自然界奇点的1点解答对大家有用。