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.[3]

Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей[4], во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности, на котором базируется доказательство Хокинга[4], 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.

Примечания
  1. Не обязательно однородного и изотропного, как в решении Фридмана.
  2. Hawking S. W., The occurrence of singularities in cosmology, III. Causality and singularities, Proc. Roy. Soc. London, A300, 187—201 (1967).
  3. Hawking, Stephen, 1942-2018, author. A Brief History Of Time : From The Big Bang To Black Holes. Дата обращения: 14 февраля 2022.
  4. Гриб А. А., Мамаев С. Г., Мостепаненко В. М. Глава 10. ВЛИЯНИЕ ВАКУУМНЫХ КВАНТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА ЭВОЛЮЦИЮ КОСМОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ // Вакуумные квантовые эффекты в сильных полях. — 2-ое. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 288 с. — ISBN 5283039552.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.