Точно 50 лет назад, физик и математик сэр Роджер Пенроуз, в настоящее время Почетный профессор в Оксфордском университете (Соединенное Королевство), сформулировали теорему, в которой он связал два понятия, связанные с относительностью. Одно из этих понятий – гравитационная особенность, ‘ошибка’ в пространстве-времени, где физические количества не могут быть определены.Другое понятие – понятие так называемых ”пойманные в ловушку поверхности”, области, которые неизбежно сжимаются со временем.
Эти поверхности сформированы взрывом звезды в конце ее жизни, таким образом вызвав ее крах и последующее формирование черной дыры. В тот момент гравитационная особенность создана, где время прекращает существование, и законы известной Физики больше не могут применяться.
Теорема Пенроуза связывает оба понятия и считается первым главным математически строгим результатом общей теории Эйнштейна. Вскоре после представления его теоремы Пенроуз и приветствуемый Стивен Хокинг проверили другую теорему, которая указывает, что расширяющаяся вселенная – такой как наша – должна возникнуть в мгновенной особенности: Большой взрыв, таинственное начальное состояние, у которого есть бесконечная плотность.”Что говорят эти две теоремы, то, что общая теория относительности предсказывает существование исключительных и катастрофических случаев, таких как то, что происходит в черной дыре или большом начальном расширении вселенной при определенных физически разумных условиях», объясняет Хосе М. М. Сеновилла, теоретический физик в Университете Страны Басков и соавтор исследования относительно этих теорем.
«Но они также указывают, что теория Эйнштейна включает и описывает свои собственные ограничения – он добавляет – так как сказанная теория больше не кажется действительной в определенных ситуациях при чрезвычайных условиях из-за возникновения полностью недопустимых ‘бесконечных’ особенностей».Теоремы в и себя не подразумевают, что катастрофические события, такие как черные дыры должны иметь место. Особенность могла быть предотвращена, если бы гипотезы теоремы были аннулированы. «Пример, в котором это произошло бы, был бы то, если бы плотность энергии всей Вселенной была, в среднем, пустым указателем; но проблема состоит в том, что этот случай, кажется, очень нереалистичен, таким образом, особенности преобладают», отмечает исследователь.
Исследование Сеновиллы теоремы особенности Пенроуза было опубликовано в журнале ‘Classical and Quantum Gravity’ наряду с 12 другими статьями, подчеркивающими этапы, которые отмечают 100 лет Общей теории относительности Эйнштейна, сотая годовщина которой также празднуется в 2015.