Gravitasyonal Tekillik (gravitational singularity)

Bir gravitasyonal tekillik, uzay-zaman tekilliği veya basitçe tekillik, gravitenin o kadar şiddetli olduğu bir koşuldur ki, uzay-zamanın felaketle parçalandığı bir durumdur. Bu nedenle, tekillik tanım gereği, artık normal uzay-zamanın bir parçası değildir ve ‘nerede’ veya ‘ne zaman’ ile belirlenemez.

Şu anki en iyi gravite teorisi olan genel görelilik teorisinde tekilliklerin tam ve kesin bir tanımını bulmaya çalışmak zor bir problem olmaya devam ediyor. Genel görelilikteki bir tekillik, skaler değişmez eğriliğin sonsuz hale gelmesiyle veya, bir jeodezik yapının eksik olmasıyla tanımlanabilir.

Gravitasyonal tekillikler esas olarak, yoğunluğun bir kara deliğin merkezinde görünüşte sonsuz hale geldiği genel görelilik kapsamında ve Big Bang/Beyaz Delik sırasında evrenin en erken durumu olarak astrofizik ve kozmoloji içinde düşünülür. Fizikçiler, tekilliklerin önceden tahmin edilmesinin, onların gerçekten var oldukları (veya Büyük Patlama'nın başlangıcında var oldukları) anlamına mı geldiği, yoksa mevcut bilginin, bu tür aşırı yoğunluklarda neler olduğunu açıklamak için yetersiz olduğu anlamına mı geldiği konusunda kararsızdır.

Genel görelilik, belirli bir noktanın ötesine çöken herhangi bir objenin (yıldızlar için bu Schwarzschild yarıçapıdır), içinde bir tekilliğin (bir olay ufku tarafından kapsanan) oluşacağı bir kara delik oluşturacağını tahmin eder. Penrose-Hawking tekillik teoremleri, düzgün bir şekilde genişletilemeyen jeodeziklere sahip bir tekilliği tanımlar. Böyle bir jeodeziğin sonlandırılması tekillik olarak kabul edilir.

Evrenin Big Bang'in başlangıcındaki ilk halinin de modern teoriler tarafından bir tekillik olduğu tahmin edilmektedir. Bu durumda, evren bir kara deliğe çökmedi, çünkü şu anda bilinen hesaplamalar ve gravitasyonal çöküş için yoğunluk sınırları genellikle yıldızlar gibi nispeten sabit büyüklükteki objelere dayanmaktadır ve Büyük Patlama gibi genişleyen uzaya aynı şekilde uygulanmaz. Ne genel görelilik ne de kuantum mekaniği şu anda Büyük Patlama'nın en erken anlarını tanımlayamıyor, fakat genel olarak kuantum mekaniği, partiküllerin, kendi dalga boylarından daha küçük bir alanda yaşamasına izin vermiyor.

(a) Kara delik bölgeleri: Bir kara delik oluşturmak için eşiği geçtiğinizde, olay ufkunun içindeki her şey, en fazla tek boyutlu olan bir tekilliğe dönüşür; hiçbir 3B yapı bozulmadan hayatta kalamaz (pinterest.)

(b) dönmeyen bir kara deliğin ve tekilliğinin basit bir örneği; Schwarzschild eşitliği, sistemin sadece kütlesine dayanarak kütle ile bir tekillik yarıçapı arasındaki doğrusal ilişkiyi tanımlar: G = gravitasyonal sabit, m = kütle, c = ışık hızı

Bir Schwarzschild kara deliğin bir görüş hattında düzlemsel olarak bir arka plan galaksisine geçmesinin neden olduğu gravitasyonal merceklenmenin simülasyonu; etrafında ve tam hizalama anında (syzygy) ışığın aşırı merceklenmesi gözlenir. (Astronomide, bir syzygy, bir gravitasyonal sistemde üç veya daha fazla gök cisminin kabaca bir düz-hat konfigürasyonudur.)

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_singularity

23 Ağustos 2022

 

GERİ (kara delikler)