Что такое сингулярность

Сингулярность

Сингуля́рность от лат. singularis — единственный, особенный:

• сингулярность в философии (от лат.singularis — единственный) — единичность существа, события, явления;
• математическая сингулярность (особенность) — точка, в которой математическаяфункция стремится к бесконечности или имеет какие-либо иные нерегулярности поведения (например, критическая точка);
• гравитационная сингулярность — область пространства-времени, через которую нельзя продолжить геодезическую линию. Часто в ней кривизна пространственно-временного континуума обращается в бесконечность, либо метрика обладает иными патологическими свойствами, не допускающими физической интерпретации (например, космологическая сингулярность — состояние Вселенной в начальный момент Большого взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества);
• технологическая сингулярность — предполагаемый некоторыми исследователями короткий период чрезвычайно быстрого технологического прогресса;
• сингулярность в биологии — понятие, обычно используемое для обобщения процесса эволюции;
• Singularity (игра) — компьютерная игра, научно-фантастический шутер от первого лица.
• Microsoft Singularity — проект по созданию высоконадежной операционной системы.

Является состоянием Вселенной в момент Большого взрыва: это состояние нашей Вселенной в прошлом, когда плотность энергии материи и кривизна пространства-времени были очень велики или даже бесконечны.

Состояние, в котором эта плотность энергии материи оставалась высокой и последующий этап эволюции Вселенной.

Точка сингулярности и момент Большого взрыва

Точка сингулярности — это единица пространства-времени, где находилась вся материя, которая существует в нашей Вселенной.

Под словом “материя” имеется в виду и космическое пространство (миллиарды астрономических единиц), и время (как пространственное измерение).

Точка сингулярности начала расширяться, температура внутри неё падала, и частицы отталкивались друг от друга. Таким образом, время отсоединилось от остальных измерений и прекратило быть единицей пространства.

В момент, когда все частицы, которые до этого находились в состоянии сжатия, стремительно оттолкнулись друг от друга, и произошёл Большой взрыв.

Учёные отметили, что галактики непрерывно отдаляются друг от друга. Это означает, что на данный момент мир продолжает расширяться и процесс Большого взрыва ещё не закончен. Учёные объясняют это присутствием антитяготения; оно и определяет данную динамику расширения Вселенной.

Чёрные дыры

Чёрные дыры состоят из двух основных частей. Внешний слой чёрной дыры называется “горизонт событий”.
Если какой-то объект не смог избежать гравитации чёрной дыры до того, как он попал в горизонт событий, то после этого ему уже не уйти.

В этом слое гравитация очень сильная и не отпускает ничего, что бы ни захватила. В этот момент объекты начинают падать к центру чёрной дыры. Как раз центр чёрной дыры и называется “сингулярность”.

Это просто сложное слово, которое означает “раздавленная звезда”. Сингулярность — это место в чёрной дыре с самой сильной гравитацией.

Фридманская сингулярность

Когда говорят про Фридманскую сингулярность, имеют в виду начальную сингулярность космологии Фридмана, также известную как Большой взрыв.

Фридманская сингулярность стала результатом работы Фридмана в 1922 г. Но в то время её узнали не как “сингулярность пространства-времени”, а скорее как “уравнение Фридмана”. И в течение нескольких последующих десятилетий её понимали как “масштабный коэффициент”.

Только в начале шестидесятых годов прошлого века смогли сформулировать определение сингулярности пространства-времени как геодезической неполноты.

Она является не только самой известной сингулярностью в космологии, но вместе с сингулярностью Шварцшильда служит своеобразным прототипом всех сильных сингулярностей.

Карл Шварцшильд (немецкий физик и астроном) был одним из наиважнейших людей в развитии теоретической астрофизики, представил научному обществу открытия в общей теории относительности, в квантовой механике и не только.

Карл Шварцшильд открыл очень точное решение уравнений Эйнштейна (которое указывало на существование чёрных дыр, оно впоследствии стало именоваться решением Шварцшильда).

Гравитационная сингулярность

Гравитационная сингулярность – это тоже некая точка пространственно-временном континууме, через которую нельзя провести геодезическую прямую. Энергетическая плотность и кривизна, описывающие гравитационное поле в такой сингулярности принимают бесконечное значение. ОТО говорит о том, что гравитационные особенности принимают участие в образовании черных дыр. Сингулярность располагается за горизонтом событий, где ее невозможно обнаружить. Да и увидеть ее своими глазами все равно нельзя, поэтому пока что это лишь очередная теория. Может быть, когда теория петлевой квантовой гравитации обзаведется большей доказательной базой, можно будет каким-либо образом описать поведение материи вокруг сингулярности и ее саму.

Любая черная дыра имеет горизонт событий и сингулярность в самом ее центре. И, если одно из них, как вы уже знаете, увидеть невозможно, то другое мы уже наблюдали на первой настоящей фотографии сверхмассивной черной дыры. Что происходит внутри всей этой каши законами физики не опишешь. По сути там просто разрывается пространственно-временной континуум. Некоторые ученые даже называют это кротовой норой и говорят, что там можно осуществить проход в другую точку космоса или даже в иной мир. Сможем ли мы когда-либо путешествовать через «кротовые норы»? Кто знает. Эта самая червоточина в пространстве-времени работает именно через сингулярность. Должна работать. Теории гласят, что, войдя в черную дыру здесь, вы как пробка вылетите из белой где-то в далекой-далекой галактике. При этом вернуться уже не сможете, или сможете, но это все равно не будет иметь значения, так как вы только что совершили два прыжка в пространстве и времени. И если, первое никто кроме вас не почувствовал, то вот насчет второго, наоборот – вы не заметили, а на Земле прошли тысячелетия. Вот так вот.

Хотите еще немного безумных теорий? Пожалуйста. Считается, уж не знаю, кем, что, раскрутив черную дыру до некоторой скорости (невероятно высокой), то горизонт событий может как бы «открутиться» от нее. А, если сингулярность не будет ничем закрыта, ее можно будет увидеть. Не глазами, скорее всего, но все же это будет гораздо проще чем внутри самого черного из всех черных веществ во Вселенной. Это как будто искать квантовую иголку в стоге вселенского сена.

Но раскрутить черную дыру не так уж и просто. Для этого ее постоянно нужно будет «подкармливать» новой материей, а это уже так себе возможно из-за точной границы, быстрее которой дыра вращаться уже не сможет. Обычно предполагается, что подобный опыт будет проводится на объекте, который и без того вращается очень быстро. Но что, если дыра еще не набрала свою скорость? В таком случае раскрутить ее будет гораздо проще, чтобы открыть сингулярность. Не исключено, что в космосе уже имеются черные дыры с обнаженной сингулярностью. Фи, как некрасиво.

Технологическая

Технологическая сингулярность – то, с чем у нас есть все шансы столкнуться в недалеком будущем. Название говорит само за себя: сингулярность нашего времени возникнет в результате резкого роста технологий и последующего за ним «взрыва». По ту сторону бума нас будет ждать искусственный интеллект, значительно превзошедший человеческий и недоступный нашему пониманию.

Это значит, что способность машин к самообучению и совершенствованию значительно превысит человеческие возможности. Как считает Рэймонд Курцвейл, современный американский футуролог, искусственный интеллект (ИИ) сможет пройти тест Тьюринга (он определяет, может ли машина мыслить). А значит, ИИ не просто станет умнее и логичнее человека, но и сможет прекрасно его имитировать.

Это не обязательно означает наше рабство и подчинение великим и страшным машинам. Курцвейл уверен, что мы сольемся с искусственным интеллектом. По его же прогнозам, произойти это сможет уже в 2029 году.

Есть ли смысл верить таким прогнозам? Курцвейл известен как человек, любящий предсказывать. Из 108 его предсказаний к 2009 году полностью сбылось 89. Более того, 13 предсказаний оказались практически верными (исполнились в течение нескольких лет после 2009 года). А вот остальные либо сбылись с опозданием в пару лет, либо должны произойти в ближайшее время.

В любом случае в технологической сингулярности уверены и другие ученые. Отличия их предсказаний заключаются только в конкретных датах. Наступит ли она в 2030, 2040 или 2045 годах, принципиальной важности не имеет.

Поскольку в сингулярности не применимы стандартные законы, мы не можем точно определить, что за ней стоит. С учетом современного уровня развития науки, сингулярность – будь то гравитационная или техническая – является просто теорией. Тем не менее, несмотря на отсутствие практических доказательств, сингулярность все еще представляет особый интерес для изучения.

Поделитесь постом с друзьями!