如何解释宇宙的奇点：理解什么是奇点
如何解释宇宙的奇点：理解什么是奇点但球体中心的奇点仍然存在。根据国家地理杂志的说法，如果你挤压一个物体低于其史瓦西半径，那么它自身的引力就会变得如此强烈，以至于它会继续自己挤压，一直挤压到一个无限小的点。不久就发现史瓦西半径处的奇点是坐标奇点。天体物理学家伊森·西格尔在《福布斯》杂志上写道，坐标系统的改变消除了奇点，拯救了GR，并允许它仍然做出有效的预测。广义相对论中有两种奇点:坐标奇点和真奇点。坐标奇点发生在一个坐标系统(记录时间和空间分离的一种特殊选择)中，但在另一个坐标系中消失。例如，物理学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)将广义相对论应用于球形质量的简单系统，比如恒星。他发现解包含两个奇点，一个在正中心，另一个在离中心一定距离处，也就是今天的史瓦西半径。多年来，物理学家们认为这两个奇点都是理论崩溃的信号，但只要球形质量的半径大于史瓦西半径，这并不重要。圣何塞州立大学(San Jose State
为了理解奇点是什么，想象一下重力把你压缩成一个无限小的点，这样你就不占任何体积。这听起来不可能，但事实就是如此。这些“奇点”是在黑洞中心和大爆炸开始时发现的。这些奇点并不代表物理上的东西。相反，当它们出现在数学中，它们告诉我们，我们的物理理论正在崩溃，我们需要用更好的理解来取代它们。
什么是奇点？奇点可以发生在任何地方，而且它们在物理学家用来理解宇宙的数学中惊人地常见。简单地说，奇点是数学“行为不端”的地方，通常产生无限大的值。在整个物理学中有很多数学奇点的例子:通常，当一个方程使用1/X时，当X趋于0时，方程的值趋于无穷。
然而，这些奇点中的大多数通常可以通过指出方程缺少某些因素来解决，或者注意到物理上不可能达到奇点。换句话说，它们可能不是“真实的”。
但物理学中的奇点并不具有简单的分辨率。最著名的是引力奇点，出现在爱因斯坦的广义相对论(GR)中，这是目前我们关于引力如何工作的最好理论。
广义相对论中有两种奇点:坐标奇点和真奇点。坐标奇点发生在一个坐标系统(记录时间和空间分离的一种特殊选择)中，但在另一个坐标系中消失。
例如，物理学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)将广义相对论应用于球形质量的简单系统，比如恒星。他发现解包含两个奇点，一个在正中心，另一个在离中心一定距离处，也就是今天的史瓦西半径。多年来，物理学家们认为这两个奇点都是理论崩溃的信号，但只要球形质量的半径大于史瓦西半径，这并不重要。圣何塞州立大学(San Jose State University)表示，所有物理学家需要借助GR来预测质量之外的引力影响。
但如果一个物体被挤压到它自己的史瓦西半径以下会发生什么?那么奇点就会在质量之外，这就意味着GR会在一个不该发生的区域内中断。
不久就发现史瓦西半径处的奇点是坐标奇点。天体物理学家伊森·西格尔在《福布斯》杂志上写道，坐标系统的改变消除了奇点，拯救了GR，并允许它仍然做出有效的预测。
但球体中心的奇点仍然存在。根据国家地理杂志的说法，如果你挤压一个物体低于其史瓦西半径，那么它自身的引力就会变得如此强烈，以至于它会继续自己挤压，一直挤压到一个无限小的点。
几十年来，物理学家一直在争论是否有可能坍缩到一个无限小的点，或者是否有其他力量能够阻止完全坍缩。虽然白矮星和中子星可以无限期地支撑自己，但任何大于太阳质量六倍的物体都会有太多的引力，压倒所有其他力并坍缩成一个无限小的点：据美国宇航局称，这是一个真正的奇点。
什么是裸奇点？这些就是我们所说的黑洞：一个密度无限大的点，被位于史瓦西半径的事件视界包围。据Quanta 杂志报道，事件视界“保护”了奇点，防止外部观察者看到它，除非他们穿过事件视界。
物理学家长期以来一直认为，在 GR 中，所有像这样的奇点都被事件视界包围，这个概念被称为宇宙审查假说——之所以这么命名是因为有人推测宇宙中的某些过程阻止（或“审查”）奇点被可见。然而，计算机模拟和理论工作提出了暴露（或“裸”）奇点的可能性。裸奇点就是这样：一个没有事件视界的奇点，完全可以从外部宇宙观察到。这种暴露的奇点是否存在仍然是一个颇有争议的话题。
黑洞的中心究竟是什么？因为它们是数学奇点，没有人知道黑洞的中心究竟是什么。为了理解它，我们需要一个超越 GR 的引力理论。具体来说，我们需要一种量子引力理论，根据宇宙物理学，它可以在非常小的尺度上描述强引力的行为。
修改或替代广义相对论以替代黑洞奇点的假设包括普朗克星（一种高度压缩的奇异物质形式）、引力星（一种由奇异引力支撑的薄物质壳）和暗能量星（一种奇特的真空能量状态，其行为类似于黑洞）。迄今为止，所有这些想法都是假设的，真正的答案必须等待量子引力理论。
假设广义相对论成立的大爆炸理论是宇宙历史的现代宇宙学模型。它还包含一个奇点。在遥远的过去，大约137.7亿年前，根据大爆炸理论，整个宇宙被压缩成一个无限小的点。
物理学家知道这个结论是错误的。尽管大爆炸理论从那一刻起在描述宇宙历史方面取得了巨大成功，就像黑洞一样，奇点的存在告诉科学家，这个理论——同样是 GR——是不完整的，需要更新。
大爆炸奇点的一种可能解决方案是因果集理论。在因果集理论下，时空不像 GR 那样是一个光滑的连续体，而是由离散的块组成，称为“时空原子”。在英国利物浦大学研究这一主题的物理学家布鲁诺·本托 (Bruno Bento) 告诉 Live Science，由于没有什么比这些“原子”中的一个更小，奇点是不可能的。
虽然对大爆炸奇点问题没有普遍接受的解决方案，但物理学家希望他们能尽快找到解决方案，而且他们很享受自己的工作。一直对宇宙着迷，而且现实中有很多东西，大多数人都会将其与科幻甚至幻想联系起来。
