Космологическая сингулярность
Космологи́ческая сингуля́рность — предполагаемое состояние Вселенной в начальный момент Большого взрыва, характеризующееся бесконечно большой плотностью и температурой вещества. Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей, предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации.
Неизбежность возникновения этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО[1], описывающего динамику расширения Вселенной, была строго доказана в 1967 году Стивеном Хокингом[2] (но только в рамках классической ОТО, без учёта квантовых эффектов). Также он писал:
Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики.
Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, так как при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.
Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после сингулярности, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.
Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей[3], во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности, на котором базируется доказательство Хокинга[3], в-третьих, предлагаются такие модифицированные теории гравитации, в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое гравитационное отталкивание), а не притягиваться друг к другу ввиду своей сингулярности.
Примечания
Литература
- Кречет, В. Г. Космологические модели Вселенной, не имеющей Начала и сингулярности / В. Г. Кречет, В. Б. Ошурко, А. Э. Киссер // Компьютерные исследования и моделирование. – 2021. – Т. 13, № 3. – С. 473-486.
- Марочник, Л. С. Турбулентность в космологии: IV: Асимптотическое влияние длинноволновых возбуждений на расширение однородного в среднем изотропного мира вблизи космологической сингулярности / Л. С. Марочник, П. Д. Насельский, Н. В. Пелихов // Astrophysics and Space Science. – 1980. – Т. 67, № 2. – С. 273-284.
- Нестерук, А. В. Стрела времени и граничные условия во Вселенной в контексте науки и богословия / А. В. Нестерук // Труды кафедры богословия Санкт-Петербургской Духовной Академии. – 2020. – № 4(8). – С. 101-138
- Чудаева, Е. Н. Классические взаимодействующие поля в теории гравитации: проблемы космологической сингулярности, изотропизации и локализации : специальность 01.04.02 "Теоретическая физика" : диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук / Чудаева Елена Николаевна. – Москва, 2003. – 94 с.
- Leach, P. G. L. Symmetry, Singularities and Integrability in Complex Dynamics. VI: Integrability Properties of FRW-Scalar Cosmologies / P. G. L. Leach, S. Cotsakis, J. Miritzis // Gravitation and Cosmology. – 2001. – Vol. 7, No. 4. – P. 311-320.
 |
|---|
| Первые три минуты после Большого взрыва | |
|---|---|
| Ранняя Вселенная | |
| Будущее Вселенной | |
| Базовые понятия и объекты | |
|---|---|
| История Вселенной | |
| Структура Вселенной | |
| Теоретические представления | |
| Эксперименты | |
| Персоналии |
|