Gravitációs szingularitás

Jump to: navigation, search

Gravitációs szingularitásról akkor beszélünk, amikor egy végtelen jelenik meg az asztrofizikai modellben, általában az általános relativitáselmélet jósol végtelen téridő-görbületet. A kifejezés szoros kapcsolatban van a szingularitás matematikai jelentésével: akkor lép fel gravitációs szingularitás, amikor egy egyenletnek matematikai szingularitása van.

A szerzők által 1961-ben közzé tett Penrose--Hawking tétel szerint az átalános relativitáselméletben az anyag mozgásegyenletének minden megoldásában létezik szingularitás.

A Világegyetem a kezdetben (t=0) egy gravitációs szingularitást tartalmazott az Ősrobbanás kozmológiai modellje szerint. Az Ősrobbanás szingularitásában a 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 után kis idővel válik érvényessé.

A fekete lyukakban is van szingularitás az általános relativitáselmélet szerint, azaz ott is előfordul végtelen téridő-görbület. Egy nem forgó fekete lyukban a szingularitás egyetlen pont, amit „pontszingularitásnak” neveznek. Forgó fekete lyukban ez a tartomány egy gyűrű, melyet „gyűrű szingularitásnak” neveznek. A forgó fekete lyukakat gyakran Kerr-féle fekete lyukaknak nevezik.

A 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 forgó sík porkorongban létrejöhet csupasz szingularitás. Nem tudjuk biztosan, hogy az eredményeik nem csak bizonyos, a szimulációk kivitelezéséhez szükséges egyszerűsítő feltételezések következményei-e, sem azt, hogy pontosan hogyan nézhetnek ki ezek az objektumok, ha valóban léteznek.

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

Források

• Angol wikipédiacikk
• Shapiro, S. L., and Teukolsky, S. A.: Formation of Naked Singularities: The Violation of Cosmic Censorship, Phys. Rev. Lett. 66, 994-997 (1991)