首先提出奇點定理的人是彭若斯。在廣義相對論中,對奇點的研究是一個重要的課題,它既是能量條件最早的應用之一,也是全局方法在廣義相對論中初試鋒芒的范例。我們在“能量條件簡介”的引言中曾經提到,廣義相對論的經典解-比如史瓦茲旭爾得解-存在奇異性。
奇點
物理上把一個存在又不存在的點稱為奇點。
空間和時間具有無限曲率的一點,空間和時間在該處完結。經典廣義相對論預言奇點將會發生。在具有合理物質源的廣義相對論的經典理論中引力坍縮情形中的空間-時間奇性是不可避免的,在一定情形下奇點必須存在——特別是宇宙必須開始于一個奇點。但由于理論在奇點處失效,所以不能描述在奇點處會發生什么。
作為一個世界的發生之初,它應該具有所有形成宇宙中所有物質的勢能,所以它是無形的。同時我們還可以想象,在某一點上宇宙奇點的這一勢能平衡被打破,于是乎能量便不斷轉換為物質,而經過若干年而形成了我們的宇宙---物質與能量的共生體.
然而我們不能想象的出的是什么東西引發了這一奇點勢能平衡的被破壞.
奇點是沒有大小的“幾何點”,就是不實際存在的點,這是很令人難于理解的。令人難于理解的還有,沒有大小的奇點物質竟然是能級無限大的物質。這些是同我們現有的理論和觀念不相合的。
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