Что такое сингулярность простыми словами.

Что такое сингулярность простыми словами.

В философии слово "Сингулярность", произошедшее от латинского "Singulus" - "одиночный, единичный", обозначает единичность, неповторимость чего-либо - существа, события, явления. Больше всего над этим понятием размышляли современные французские философы - в частности, Жиль делез. Он трактовал сингулярность как событие, порождающее смысл и носящее точечный характер
. Это поворотные пункты и точки сгибов; узкие места, узлы, преддверия и центры; точки плавления, конденсации и кипения; точки слез и смеха, болезни и здоровья, надежды и уныния, точки чувствительности". Но при этом, оставаясь конкретной точкой, событие неизбежно связано с другими событиями. Поэтому точка одновременно является и линией, выражающей все варианты модификации этой точки и ее взаимосвязей со всем миром

В других науках термин "Сингулярность" стал обозначать единичные, особые явления, для которых перестают действовать привычные законы. Например, в математике сингулярность - это точка, в которой функция ведет себя нерегулярно - например, стремится к бесконечности или не определяется вообще. Гравитационная сингулярность - это область, где пространственно-временной континуум настолько искривлен, что превращается в бесконечность. Принято считать, что гравитационные сингулярности появляются в местах, скрытых от наблюдателей - согласно "Принципу Космической Цензуры", предложенному в 1969 году английским ученым Роджером пенроузом. Он формулируется так: "Природа Питает Отвращение к Голой (т. е. Видимой Внешнему Наблюдателю) Сингулярности". В черных дырах сингулярность скрыта за так называемым горизонтом событий - воображаемой границей черной дыры, за пределы которой не вырывается ничего, даже свет.
Но ученые продолжают верить в существование где-то в космосе "Голых" сингулярностей. А самый яркий пример сингулярности - состояние с бесконечно большой плотностью материи, возникающее в момент большого взрыва. Этот момент, когда вся вселенная была сжата в одной точке, остается для физиков загадкой - потому, что он предполагает сочетание взаимоисключающих условий, например, бесконечной плотности и бесконечной температуры.
В сфере IT ждут прихода другой сингулярности - технологической. Ученые и писатели - фантасты обозначают этим термином тот переломный момент, после которого технический прогресс ускорится и усложнится настолько, что окажется недоступным нашему пониманию. Исходно этот термин предложил американский математик и писатель - фантаст вернор виндж в 1993 году. Он высказал следующую идею: когда человек создаст машину, которая будет умнее человека, история станет непредсказуемой, потому что невозможно предугадать поведение интеллекта, превосходящего человеческий. Виндж предположил, что это произойдет в первой трети XXI века, где-то между 2005 и 2030 годами.
В 2000 году американский специалист по развитию искусственного интеллекта елиезер юдковски также высказал гипотезу о том, что, возможно, в будущем появится программа искусственного интеллекта, способная совершенствовать саму себя со скоростью, во много раз превосходящей человеческие возможности. Близость этой эры, по мнению ученого, можно определить по двум признакам: растущая техногенная безработица и экстремально быстрое распространение идей.
"Вероятно, это окажется самой стремительной технической революцией из всех прежде нам известных, - писал юдковски. - свалится, вероятнее всего, как снег на голову - даже вовлеченным в процесс ученым … и что же тогда случится через месяц или два (или через день - другой) после этого? Есть только одна аналогия, которую я могу провести - возникновение человечества. Мы в постчеловеческой эре очутимся. И несмотря на весь свой технический оптимизм, мне было бы куда комфортнее, если бы меня от этих сверхъестественных событий отделяли тысяча лет, а не двадцать".
Темой технологической сингулярности вдохновлялись писатели жанра "Киберпанк" - например, она встречается в романе Уильяма гибсона "нейромант". Она показана и в популярном романе современного фантаста Дэна симмонса "Гиперион" - там описывается мир, помимо людей, населенный искинами, - то есть носителями искусственного интеллекта, которые вступают в конфликт с человечеством.

Сингулярность, что это простыми словами. Что такое сингулярность

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В разговорах с людьми мы иногда слышим редкое, непонятное большинству, слово «сингулярность» . Для придания значимости собственной персоне, человек вворачивает подобные словечки, но точно ответить, что оно означает, не в состоянии.

Дословный перевод с латыни найти несложно. Слово singularis означает особенный, единственный, указывает на уникальность какого-либо события, существа, явления. Кажется, куда проще, но тут начинаются непонятности.

Это понятие применимо в разных сферах жизни человека, науки, техники, философии. В каждой области оно объясняется специфично. Неискушенному гражданину кажется, что речь идет о совсем непохожих вещах. Нет согласия даже в понимании значения слова.

Значение слова

Словно специально, чтобы запутать все окончательно, ученые умы придумали несколько разновидностей сингулярности . Согласно википедии бывают:

1. Математическая – это точка с непредсказуемым поведением функции, которая стремится к бесконечности;
2. Гравитационная – это область пространства-времени, где нельзя ровно провести геодезическую линию. Под действием гравитации черные дыры сильно искажают пространство-время вплоть до разрыва. Есть предположение, что сквозь эти искажения и разрывы можно перейти в другую реальность, поскольку законы физики здесь перестают работать;
3. Космологическая – состояние Вселенной в мгновении Большого взрыва. Есть теория (что это?) , что она родилась из атома вещества с бесконечно большими показателями температуры и плотности. Противники версии думают, что это невозможно потому, что бесконечная плотность предполагает, что хаос близок к нулю, чего не бывает при бесконечных температурах. Вывод – законы физики в сингулярности не действуют;
4. Технологическая – точка во времени, когда роботы начнут самосовершенствоваться без участия человека. Считается, что такой момент наступит до 2045 года, когда степень развития технологий людской разум осознавать уже будет не в состоянии.
5. Философская – единственная наука, где это слово близко к латинскому первоисточнику, и означает единственность существ, событий, явлений. Однако рано радуетесь, ибо в философском смысле сингулярность, это все мироздание, помещенное в точку, размеры которой стремятся к нулю. Все вещество Вселенной вместе с сознанием, жизнями, эмоциями и самоощущениями людей в одном атоме!

Что такое чёрная дыра в космосе простым языком. Черные дыры простым языком

Не так давно (по научным меркам) объект под названием черная дыра был сугубо гипотетическим и описывался лишь только поверхностными теоретическими выкладками. Но прогресс технологий не стоит на месте, и сейчас в существовании черных дыр уже ни у кого не вызывает сомнений. Про черные дыры написано не мало, но зачастую их описания крайне трудно понимать обычному обозревателю. В данной статье попробуем разобраться с этим весьма интересным объектом.
Черная дыра обычно образуется вследствие смерти нейтронной звезды. Нейтронные звезды обычно очень массивные, яркие и крайне горячие, если сравнивать с нашим Солнцем, то это как лампочка от фонарика и гигантский прожектор на кучу мегаватт, которые используют при съемках кинофильмов. Нейтронные звезды, крайне не экономные, они используют огромные запасы ядерного топлива за относительно малые промежутки времени, по сути как малолитражка и какой-нибудь гелик, если опять таки сравнить с нашей звездой. Сжигая ядерное топливо, в ядре образуются новые элементы, более тяжелые, можно смотреть таблицу Менделеева, водород превращается в гелий, гелий в литий и тд. Продукты распада ядерного синтеза, аналогичны дыма из выхлопной трубы, за исключением, что могут повторно использоваться. И вот так звезда набирает обороты, пока дело не доходит до железа. Накопления железа в ядре — это как рак… Оно начинает убивать ее изнутри. Из-за железа масса ядра стремительно растет и в конце концов сила гравитации становится больше сил ядерных взаимодействий и ядро буквально падает, что приводит к взрыву. В момент такого взрыва освобождается колоссальное количество энергии, причем возникают два направленных луча гамма-излучения, как-будто лазерная пушка с двух концов выстреливает во вселенную, причем все что находится на пути таких лучей на расстоянии около 10 световых лет пронизывается этой радиацией. Естественно ничто живое не выживает от таких лучей, а что по-ближе вовсе сгорает. Данное излучение считается наиболее сильным во всей вселенной, большей энергией разве что обладает энергия большого взрыва. Но не все так плохо, все что было в ядре испускается в космос и в дальнейшем используется для создания планет, звезд и прочее. Давление от силы взрыва сжимает звезду до крохотных размеров, учитывая ее былые размеры плотность становится невероятно огромной. Крошка от гамбургера сделанная из такого вещества будет весить больше нашей планеты. В следствии чего получается черная дыра, которая обладает невероятной гравитацией и черной называется потому что даже свет не может вырваться из нее.
Законы физики рядом с черной дырой уже не работают в том представлении, в котором мы привыкли. Пространство-время искривляется и все события протекают уже совсем по другому. Словно пылесос, черная дыра поглощает все что находится около нее: планеты, астероиды, свет и прочее. Ранее считалось, что черная дыра ничего не излучает, но как доказал Стивен Хоукинг, черная дыра излучает антивещество. То есть, поедает вещество, выделяет антивещество. К слову, если соединить вещество и антивещество, получаем бомбу которая выделит энергию E=mc2, ну тобишь самое мощное оружие на планете. Коллайдер полагаю затем и построили, чтобы попробовать такое получить, так как при столкновении протонов внутри данной машины, также возникают миниатюрные черные дыры, которые быстро испаряются, что хорошо для нас, иначе могло бы быть, как в фильмах про конец света.
Ранее думали, что если кинуть в черную дыру человека, то ему труба — порвет на субатомы, но как оказалось, по некоторым уравнениям, есть определенные траектории путешествия сквозь черную дыру, чтоб чувствовать себя нормально, правда не ясно, что будет за ней, другой мир или ничего. Область вокруг черной дыры, которая интересна, называется горизонтом событий. Если туда полететь, не зная волшебное уравнение, то будет конечно не очень. Наблюдатель будет видеть, как космический корабль влетает в горизонт событий и крайне медленно потом отдаляется, пока не застынет в центре. У самого же космонавта дела будут идти крайне по другому, искривленной пространство будет лепить из него, как из пластелина различные формы, пока наконец не разорвет все на субатомы. Но для внешнего наблюдателя, космонавт навсегда останется улыбающимся и махающим в иллюминатор, застывшим изображением.

Что такое сингулярность в физике. Космологическая сингулярность

Космологи́ческая сингуля́рность  — состояние Вселенной в определённый момент времени в прошлом, когда плотность энергии (материи) и кривизна пространства-времени были очень велики — порядка планковских значений . Это состояние, вместе с последующим этапом эволюции Вселенной, пока плотность энергии (материи) оставалась высокой, называют также Большим взрывом . Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей , предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации .

Возможность возникновения этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО, описывающего динамику расширения Вселенной , была строго доказана в 1967 году Стивеном Хокингом . Также он писал:

Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики.

Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура , так как при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.

Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.

Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, что квантовая гравитация даст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей, во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить условие энергодоминантности , на котором базируется доказательство Хокинга, в-третьих, предлагаются такие модифицированные теории гравитации , в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое гравитационное отталкивание ), а не притягиваться друг к другу.

Что такое сингулярность в черной дыре. Гравитационная сингулярность

Если говорить сухим языком физических терминов, то  это — точка, находящаяся в пространстве-времени, через которую нет возможности ровно проложить геодезическую линию.  Зачастую гравитационная сингулярность делает бесконечными или неопределёнными величины, которые описывают гравитационное поле. К этим величинам относятся, например, плотность энергии или скалярная кривизна.  Теория относительности подразумевает, что сингулярности должны возникать в процессе формирования чёрной дыры. Если они находятся под горизонтом событий, то наблюдать их нельзя. В случае же Большого взрыва имеет место голая сингулярность – её наблюдение вполне возможно, если, конечно, оказаться рядом. К сожалению, непосредственно увидеть её невозможно, поэтому она, исходя из уровня развития современной физики, является только теоретическим объектом. Когда будут разработаны положения квантовой гравитации, появится возможность описания пространства-времени вблизи этих объектов.

Каждая чёрная дыра обладает двумя основными чертами – горизонтом событий и сингулярностью, которая и есть центр этой дыры. Здесь происходит искажение, а также разрыв пространства-времени. По сути, законы физики тут теряют логику. Существуют теории, что в таких точках вполне возможно осуществить переход в другие миры. Разработана математическая модель – «мост Эйнштейна-Розена», подтверждающая такой вариант. Это возможно сделать посредством скачка сквозь сингулярность. Именно здесь пересекаются слои Вселенной, образуя подобие подпространственного перехода. Он является соединением двух дыр – чёрной и белой. Это своеобразная машина времени, а сам факт перехода не вступает в противоречия с принципом причинности.  Прыжки через сингулярность вращающейся чёрной дыры сделают реальными путешествия во времени в любых его направлениях.  Поскольку чёрная дыра окружена горизонтом событий, то сингулярность увидеть в обнажённом состоянии нельзя. Но всё-таки создаются модели, с разной степенью реалистичности позволяющие это сделать.

Видео Что такое сингулярность простыми словами? Пространство время

Что такое сингулярность черной дыры. Теория: сингулярности в черных дырах не существует

Группа физиков во главе с сооснователем теории петлевой квантовой гравитации Абэем Аштекаром на основе математических вычислений доказала, что, согласно этой теории, сингулярности в центре черных дыр не существует. Исследование опубликовано в журнале Physical Review.

В теории петлевой квантовой гравитации пространство и время дискретно — они состоят из маленьких петелек, размеры которых сравнимы с планковским масштабом .

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, объект, попавший за горизонт событий, будет двигаться к центру черной дыры — сингулярности, в которой будет полностью уничтожен. Однако физики сомневаются в том, что сингулярность существует.

Ученым во главе с Аштекаром с помощью математических уравнений удалось доказать: согласно теории петлевой квантовой гравитации, сингулярности в черных дырах не существует.

Пространство-время в теории Эйнштейна — это ткань, которую можно делить на такие мелкие части, какие мы хотим. Это по большей части обусловлено сингулярностью, где гравитационное поле становится бесконечным. В петлевой квантовой гравитации пространство-время обладает плиточной структурой, его нельзя разделить меньше самого мелкого сегмента. Мы показали, что это относится и к черным дырам, а значит сингулярности не существует.

Абэй Аштекар

---

Ранее астрономы обнаружили огромную сверхмассивную черную дыру в кластере Abell 2597 в созвездии Водолея, которая находится на расстоянии примерно 1 млрд световых лет от Земли. Ее главная особенность в том, что черная дыра взрывает холодный молекулярный газ в своей сердцевине, выбрасывает его и снова засасывает.

Что такое сингулярность в космосе. Космологическая сингулярность

 — состояниев определённый момент времени в прошлом, когда плотность энергии (материи) и кривизна пространства-времени были очень велики — порядка планковских значений. Это состояние, вместе с последующим этапом эволюции Вселенной, пока плотность энергии (материи) оставалась высокой, называют также. Космологическая сингулярность является одним из примеров, предсказываемыхи некоторыми другими

, описывающего динамику, была строго доказана в. Также он писал:

Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики.

Например, не могут быть одновременно бесконечнымии, т. к. при бесконечной плотностистремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой.

Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.

Попытки решения проблемы существования этой сингулярности идут в нескольких направлениях: во-первых, считается, чтодаст описание динамики гравитационного поля, свободного от сингулярностей, во-вторых, есть мнение, что учёт квантовых эффектов в негравитационных полях может нарушить, на котором базируется доказательство Хокинга, в-третьих, предлагаются такие, в которых сингулярность не возникает, так как предельно сжатое вещество начинает расталкиваться гравитационными силами (так называемое), а не притягиваться друг к другу.