A gravitational singularity, spacetime singularity, or simply singularity, is a theoretical condition in which gravity is predicted to be so intense that spacetime itself would break down catastrophically.
Singularitas gravitasi, singularitas ruang waktu atau singularitas adalah lokasi di ruang waktu di mana bidang gravitasi benda langit diprediksi akan menjadi tak hingga oleh relativitas umum dengan cara yang tidak bergantung pada sistem koordinat.
General relativity predicts that any object collapsing beyond its Schwarzschild radius would form a black hole, inside which a singularity will form.
Relativitas umum memprediksi bahwa objek apa pun yang tersedot di luar titik tertentu (untuk bintang-bintang ini adalah jari-jari Schwarzschild) akan membentuk lubang hitam, di dalamnya singularitas (ditutupi oleh horizon peristiwa) akan terbentuk.
Many theories in physics have mathematical singularities of one kind or another.
Banyak teori dalam fisika memiliki singularitas matematika dari satu jenis atau lainnya.
Equations for these physical theories predict that the ball of mass of some quantity becomes infinite or increases without limit.
Persamaan untuk teori-teori fisik ini meramalkan bahwa bola massa dari jumlah tertentu menjadi tak terbatas atau bertambah tanpa batas.
This is generally a sign for a missing piece in the theory, as in the ultraviolet catastrophe, re-normalization, and instability of a hydrogen atom predicted by the Larmor formula.
Ini umumnya merupakan tanda untuk bagian yang hilang dalam teori, seperti dalam bencana ultraviolet, re-normalisasi, dan ketidakstabilan atom hidrogen yang diprediksi oleh rumus Larmor.
Some theories, such as the theory of loop quantum gravity, suggest that singularities may not exist.
Beberapa teori, seperti teori gravitasi kuantum simpal, menyatakan bahwa singularitas mungkin tidak ada.
This is also true for such classical unified field theories as the Einstein–Maxwell–Dirac equations.
Ini juga berlaku untuk teori-teori medan klasik terpadu seperti persamaan Einstein-Maxwell-Dirac.
The idea can be stated in the form that, due to quantum gravity effects, there is a minimum distance beyond which the force of gravity no longer continues to increase as the distance between the masses becomes shorter, or alternatively that interpenetrating particle waves mask gravitational effects that would be felt at a distance.
Idenya dapat dinyatakan dalam bentuk efek gravitasi kuantum, ada jarak minimum di luar gaya gravitasi yang tidak terus meningkat sebagai jarak antara massa yang menjadi lebih pendek, atau sebagai alternatif gelombang partikel yang menembus efek pelindung gravitasi yang akan terasa dikejauhan.
There are multiple types of singularities, each with different physical features that have characteristics relevant to the theories from which they originally emerged, such as the different shapes of the singularities, conical and curved.
Ada berbagai jenis singularitas, masing-masing dengan fitur fisik yang berbeda yang memiliki karakteristik yang relevan dengan teori darimana mereka awalnya muncul, seperti bentuk yang berbeda dari singularitas, mengerucut dan melengkung.
The metric can be finite everywhere the coordinate system is used.
Metrik dapat terbatas di manapun ketika sistem koordinat digunakan.
An example of such a conical singularity is a cosmic string and the central singularity of a Schwarzschild black hole.
Contoh singularitas berbentuk kerucut adalah dawai kosmik dan Schwarzschild.
Solutions to the equations of general relativity or another theory of gravity (such as supergravity) often result in encountering points where the metric blows up to infinity.
Solusi untuk persamaan relativitas umum atau teori gravitasi lain (seperti gravitasi super) sering menghasilkan titik temu di mana metrik meledak menjadi tak hingga.
However, many of these points are completely regular, and the infinities are merely a result of using an inappropriate coordinate system at this point.
Namun, banyak dari titik-titik ini sepenuhnya reguler, dan infinitas hanyalah hasil dari penggunaan sistem koordinat yang tidak sesuai pada titik ini.
To test whether there is a singularity at a certain point, one must check whether at this point diffeomorphism invariant quantities (i.e. scalars) become infinite.
Untuk menguji apakah ada singularitas pada titik tertentu, seseorang harus memeriksa apakah jumlah pada titik ini invarian difeomorfisme (misalnya skalar) menjadi tidak terbatas.
Such quantities are the same in every coordinate system, so these infinities will not "go away" by a change of coordinates.
Kuantitas seperti itu sama di setiap sistem koordinat, jadi infinitas ini tidak akan hilang dengan perubahan koordinat.
An example is the Schwarzschild solution that describes a non-rotating, uncharged black hole.
Contohnya adalah solusi Schwarzschild yang menjelaskan lubang hitam kosong yang
However, spacetime at the event horizon is regular.
Namun, ruangwaktu di horizon peristiwa adalah reguler.
On the other hand, in the center of the black hole, where the metric becomes infinite as well, the solutions suggest a singularity exists.
Disisi lain, di tengah lubang hitam, di mana metrik menjadi tak terbatas juga, solusi menyarankan singularitas ada.
While in a non-rotating black hole the singularity occurs at a single point in the model coordinates, called a "point singularity", in a rotating black hole, also known as a Kerr black hole, the singularity occurs on a ring (a circular line), known as a "ring singularity".
Sementara dalam lubang hitam yang tidak berputar, singularitas terjadi pada satu titik dalam koordinat model, yang disebut "titik singularitas", dalam lubang hitam yang berputar, juga dikenal sebagai lubang hitam Kerr, singularitas terjadi pada cincin (garis melingkar), dikenal sebagai "Cincin singularitas".
Such a singularity may also theoretically become a wormhole.
Singularitas semacam itu juga secara teoretis dapat menjadi lubang cacing.
More generally, a spacetime is considered singular if it is geodesically incomplete, meaning that there are freely-falling particles whose motion cannot be determined beyond a finite time, being after the point of reaching the singularity.
Secara umum, ruangwaktu dianggap singular jika tidak lengkap, yang berarti bahwa ada partikel yang jatuh bebas gerakannya tidak dapat ditentukan di luar waktu yang terbatas, setelah titik mencapai singularitas.
For example, any observer inside the event horizon of a non-rotating black hole would fall into its center within a finite period of time.
Misalnya, setiap pengamat di dalam horizon peristiwa dari lubang hitam yang tidak berputar akan jatuh ke tengahnya dalam periode waktu yang terbatas.
The classical version of the Big Bang cosmological model of the universe contains a causal singularity at the start of time (t=0), where all time-like geodesics have no extensions into the past.
Versi klasik model Big Bang kosmologis dari alam semesta yang berisi singularitas kausal pada waktu awal (t0), di mana semua geodesik seperti waktu tidak memiliki ekstensi ke masa lalu.
Extrapolating backward to this hypothetical time 0 results in a universe with all spatial dimensions of size zero, infinite density, infinite temperature, and infinite spacetime curvature.
Ekstrapolasi mundur ke hipotetis waktu 0 yang menghasilkan alam semesta dengan semua dimensi spasial berukuran nol, kepadatan tak terbatas, suhu tak terbatas, dan kelengkungan ruangwaktu tak terbatas.
Until the early 1990s, it was widely believed that general relativity hides every singularity behind an event horizon, making naked singularities impossible.
Sampai awal 1990-an, secara luas diyakini bahwa relativitas umum menyembunyikan setiap singularitas di belakang horizon peristiwa, membuat singularitas terbuka menjadi mustahil.
However, in 1991, physicists Stuart Shapiro and Saul Teukolsky performed computer simulations of a rotating plane of dust that indicated that general relativity might allow for "naked" singularities.
Namun, pada tahun 1991, fisikawan Stuart Shapiro dan Saul Teukolsky melakukan simulasi komputer dari bagian debu yang berputar yang menunjukkan bahwa relativitas umum memungkinkan singularitas "terbuka".
What these objects would actually look like in such a model is unknown.
Seperti apa sebenarnya benda-benda ini dalam model tersebut tidak diketahui.
Nor is it known whether singularities would still arise if the simplifying assumptions used to make the simulation were removed.
Juga tidak diketahui apakah singularitas akan tetap muncul jika asumsi penyederhanaan yang digunakan untuk membuat simulasi dihapus.
However, it is hypothesized that light entering a singularity would similarly have its geodesics terminated, thus making the naked singularity look like a black hole.
Namun, dihipotesiskan bahwa cahaya yang memasuki singularitas juga akan menghentikan geodesiknya, sehingga singularitas terbuka terlihat seperti lubang hitam.
Disappearing event horizons exist in the Kerr metric, which is a spinning black hole in a vacuum, if the angular momentum ( J ) is high enough.
Horison peristiwa yang menghilang ada di Metrik Kerr, yang merupakan lubang hitam berputar dalam ruang hampa udara, jika momentum angular ( J ) cukup tinggi.
Transforming the Kerr metric to Boyer–Lindquist coordinates, it can be shown that the coordinate (which is not the radius) of the event horizon is, r ±μ ± ( μ 2 − a 2 ) 1 / 2\mu \pm \left(\mu ^{2}-a^{2}\right)^{1/2}} , where μG M / c 2 } , and aJ / M c .
Mengubah metrik Kerr ke Koordinat Boyer–Lindquist, itu dapat ditampilkan bahwa mengoordinasikan (yang bukan radius) dari horizon peristiwa adalah, r ±μ ± ( μ 2 − a 2 ) 1 / 2\mu \pm (\mu ^{2}-a^{2})^{1/2}} , di mana μG M / c 2 } , dan aJ / M c .
In this case, "event horizons disappear" means when the solutions are complex for r ± } , or μ 2 < a 2 <a^{2}} .
Dalam hal ini, "horizon peristiwa menghilang" berarti ketika solusi kompleks untuk r ± } , atau μ 2 < a 2 <a^{2}} .
However, this corresponds to a case where J exceeds G M 2 / c /c} (or in Planck units, J > M 2 } ); i.e. the spin exceeds what is normally viewed as the upper limit of its physically possible values.
Namun, ini sesuai dengan kasus di mana J melampaui G M 2 / c /c} (atau dalam satuan Planck, J > M 2 } ), yaitu melebihi apa yang biasanya dipandang sebagai batas atas dari nilai-nilai yang mungkin secara fisik.
Similarly, disappearing event horizons can also be seen with the Reissner–Nordström geometry of a charged black hole if the charge ( Q ) is high enough.
Demikian pula, horizon peristiwa yang hilang juga dapat dilihat Reissner–Nordström geometri dari lubang hitam yang terisi jika muatan ( Q ) cukup tinggi.
In this metric, it can be shown that the singularities occur at r ±μ ± ( μ 2 − q 2 ) 1 / 2\mu \pm \left(\mu ^{2}-q^{2}\right)^{1/2}} , where μG M / c 2 } , and q 2G Q 2 / ( 4 π ϵ 0 c 4 )GQ^{2}/\left(4\pi \epsilon _{0}c^{4}\right)} .
Dalam metrik ini, itu dapat ditampilkan bahwa singularitas terjadi pada r ±μ ± ( μ 2 − q 2 ) 1 / 2\mu \pm (\mu ^{2}-q^{2})^{1/2}} , di mana μG M / c 2 } , dan q 2G Q 2 / ( 4 π ϵ 0 c 4 )GQ^{2}/(4\pi \epsilon _{0}c^{4})} .
Of the three possible cases for the relative values of μ and q , the case where μ 2 < q 2 <q^{2}} causes both r ± } to be complex.
Dari tiga kemungkinan kasus untuk nilai relatif dari μ dan q , kasus di mana μ 2 < q 2 <q^{2}} menyebabkan keduanya r ± } menjadi kompleks.
This means the metric is regular for all positive values of r , or in other words, the singularity has no event horizon.
Ini berarti metrik teratur untuk semua nilai positif dari r , atau dengan kata lain, singularitas tidak memiliki horizon peristiwa.
However, this corresponds to a case where Q / 4 π ϵ 0 }}} exceeds M G }} (or in Planck units, Q > M ); i.e. the charge exceeds what is normally viewed as the upper limit of its physically possible values.
Namun, ini sesuai dengan kasus di mana Q / 4 π ϵ 0 }}} melebihi M G }} (atau dalam satuan Planck, Q > M ), yaitu melebihi apa yang biasanya dipandang sebagai batas atas dari nilai-nilai yang mungkin secara fisik.
The Elegant Universe by Brian Greene.
The Elegant Universe oleh Brian Greene.