Гравитационната сингулярност на черната дупка стана на половин век

Теоремата на Роджър Пенроуз за сингулярността на черната дупка навърши половин век.

За прочутото следствие от общата теория на относителността (ОТО), което въвежда понятието гравитационна сингулярност, за първи път разказва британският математик и физик Роджър Пенроуз, напомнят Classical and Quantum Gravity и ScienceDaily.

През 1965 година в сп. Physical Review Letters Пенроуз публикува статия със заглавието „Гравитационният колапс и пространствено-времевите сингулярности“. В статията си ученият обосновава твърдението, описващо възникването на черната дупка и свързаната с нея гравитационна сингулярност.

Колапсът предполага образуването на така наречената повърхност капан, водеща към еволюция на звездите в черна дупка. Със възникването на черната дупка е свързано понятието сингулярност – особеност на пространство-времето, където уравненията на общата теория на относителността водят към некоректни от физическа гледна точка решения.

Теоремата на Пенроуз се смята за първия математически строг резултат от теорията на Айнщайн. Скоро след това ученият заедно с британския физик-теоретик Стивън Хокинг установили, че в далечното минало Вселената (преди Големия взрив) е имала начално състояние с безкрайно плътна маса.

Сингулярностите, които възникват в ОТО и са описани в работите на Пенроуз и Хокинг, не се поддават на обяснение в съвременната физика. По-конкретно това води към невъзможност за описание на природата преди Големия взрив без привличането на допълнителни хипотези и теории, в частност теорията на струните и квантовата механика.

ОТО се основава на пропорционалността на инерционната и гравитационната маса и свързва ефектите на гравитационното привличане с четириизмерна неевклидова геометрия на пространство времето.

В случай на слабо гравитационно поле теорията на Айнщайн води към закона за всемирно привличане на Нютон и плоско пространство.