Singularitetssatserna

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Singularitetssatserna är ett flertal matematiska satser av Roger Penrose och Stephen Hawking som under vissa "rimliga" antaganden visar att den allmänna relativitetsteorin leder till att rumtiden innehåller gravitationell singulariteter där de fysikaliska lagarna bryter samman.

Tolkning[redigera | redigera wikitext]

En singularitet är en punkt i rumtiden där flera olika fysikaliska kvantiteter (såsom krökningen eller energitätheten) blir oändliga och gör att de fysikaliska lagarna bryter samman. Singulariteter ingår i flera viktiga rumtider, som Schwarzschildmetriken för ett svart hål och Big Bang-singulariteten i Fridman-Robertson-Walker-metriken. De innebär ett problem eftersom man inte vet hur de fysikaliska ekvationerna ska tillämpas i en singularitet.

Eftersom närvaron av singulariteter verkar motbjudande, skulle man kunna hoppas att de inte förekommer annat än i teorin. Till exempel då en stjärna kollapsar till ett svart hål kan man tänka sig att stjärnans rörelsemängdsmoment delvis motverkar kollapsen och hindrar singulariteten från att bildas. Singularitetssatserna visar att detta inte händer och att en singularitet kommer att bildas. I exemplet med den roterande stjärnan gör rörelsemängdsmomentet endast att stjärnan dras ihop snabbare eftersom all energi inom allmän relativitetsteori fungerar som en attraktionskraft. Stjärnan slutar som ett roterande svart hål (se Kerrmetrik).

En intressant "filosofisk" aspekt hos den allmänna relativitetsteorin avslöjas genom singularitetssatserna. Eftersom den oundvikligen förutsäger existensen av singulariteter så förutsäger teorin sitt eget sammanbrott inom ändlig tid.