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什么叫做奇点?

归档日期:09-10       文本归类:观察炸点      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部在广义相对论中,由于时间和空间在公式中表达的方式,使实际谈论时间的创生成为可能。麻烦的是,在经典理论中,当空间和时间“开始形成”时,实在的点本身是数学中的奇点,数学失效了,所以它不能给你一个创生论。你在传统的宇宙论中所能说的是,存在许多不同的可能宇宙,它们所有都和爱因斯坦方程式相符合。我们恰巧在这个宇宙中生活的事实,毋宁说纯粹是出于偶然。你不能赋予任何理由——甚至在原则上也不能。你所能说的一切是条件陈述:假定宇宙在这一时刻处在这个状态,则它在以后的时刻将处于那个状态。它是条件性类型的演化。

  然而,当你谈到虚时间,就有一个奇怪的可能性,也就是“现在”不一定要有一连串的过去时刻。如果我们从现在这一时刻往过去回溯,在很长的时间内一切都完全正常地进行,甚至在虚时间中也是如此。只要你使用这个唯象的时间,看起来就像你在通常时间里回溯过去。

  但是随着你往以前退去,越来越接近传统的实时间图像中变成原点之处,你就发现时间的性质在改变,复的或虚的变得越来越有份量。最后,在经典理论中应该是奇点的东西被抹平了,你就得到这张漂亮的图画,这些碗状的宇宙创生图像。那里没有起点,只是某种光滑的形状。

  哈特尔和霍金所发现的是,如果你假设,宇宙在虚时间里的过去历史图像是所有可能的、恰好和我们现在时刻字宙相符的这类形状、而你多多少少用传统量子力学方式来解释之,至少在原则上你会得到整个宇宙唯一的波函数。

  这样,你就得到了这个没有过去的美妙图画,宇宙根本不从任何东西产生出来。因为它是一个自洽的数学结构,所有你真正能说的是宇宙存在。和从某点创生宇宙的图景不一样,这宇宙没有过去,因为没有任何它在其中创生的东西。

  如此,宇宙从“无”中创生的说法,实际上有一点用词不当;这是词汇“无”的误用。它不只是指在空虚的空间中出现宇宙,你也许可以把这空间称为“无”:因为甚至连创生事件也不存在,所以根本不存在任何东西!

  在这些理论中,动词过去时态的使用变成不恰当。当然,在人们相信实时间时就建立了时态。不幸的是,我们还没有在虚时间中表示时态的语言形式。因此,在这层意义上,说“从无中创生”肯定是误导的。它对于这个在预先存在的时间中忽然出现的宇宙图像很合适,可是它并不是哈特尔——霍金态的贴切描述。

  为了预言宇宙是如何起始的,人们需要在时间开端处也能成立的定律。在实时间内只存在两种可能性:或者时间往过去回溯直至无穷,或者时间在一个奇点处有一个开端。人们可以把实时间认为是从大爆炸起到大挤压止的一根直线。但是,人们还可以考虑和实时间成直角的另一个时间方向。这叫做时间的虚方向。在时间的虚方向,不必要任何形成宇宙开端或终结的奇点。

  在虚时间里,没有科学定律在该处失效的奇点,也没有人们需要在该处乞求上帝的宇宙边缘。宇宙既不创生也不毁灭结束。它就是存在。

  也许虚时间才真正是真实的时间,而我们称为实时间的仅是我们的想象。宇宙在实时间里各有一个开端和终结。可是在虚时间里,不存在奇点或边界。因此,也许我们称为的虚时间是真正更基本的,而我们叫做实时间的,只不过是我们发明的观念,用来帮助自己描述我们认为的宇宙的样子。

  奇点:大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度,无限大的压力,无限弯曲的时空等。不少学者证明在广义相对论的宇宙学中,奇点是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从奇点开始膨胀的。1970年,英国理论物理学家霍金(Stephen Hawking, 1942- )等人提出奇点定理,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现奇点,不仅大尺度宇宙会出现奇点,而且一个恒星的引力塌缩的最终结局也是奇点。

  如果对一个函数沿着一个闭合曲线积分,其结果等于此闭合曲线内各个奇点的值的总和。

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