مفهوم تکینگی (سینگولاریتی) چیست؟

[m.shamsi]

مفهوم سینگولاریتی چیست؟

برای درک تکینگی تصور کنید در قسمتی از فضا نیروی گرانش آن‌قدر زیاد باشد که جسمی را تا حدی که به یک نقطه بی‌نهایت کوچک تبدیل شود، فشرده کند. در این مکان تکینگی رخ داده است.

این تکینگی‌ها به‌شکل فیزیکی برای ما نمایان نیستند اما در معادلات ریاضی ظاهر می‌شوند و قوانین فیزیک را زیر سوال می‌برند. از این رو ما را مجبور می‌کنند تا نظریه‌های قدیمی را با نظریه‌های جدید جایگزین کنیم.

ابتدا سر راجر پنروز فیزیک‌دان و ریاضی‌دان برجسته انگلیسی همراه با استیون هاوکینگ نظریه تکینگی پنروز-هاوکینگ را درباره اینکه سینگولاریتی چیست ارائه دادند. پنروز در سال 2020 و در 90 سالگی به خاطر کشف ارتباط تشکیل سیاهچاله و نظریه نسبیت عام و نظریاتش درباره تکینگی، برنده نیمی از جایزه نوبل شد.

تکینگی در اعماق سیاه‌چاله‌ها وجود دارد. در واقع هر جسمی که در سیاه‌چاله بیافتد در نهایت به تکینگی می‌رسد. در آن نقطه نیروی گرانشی به‌قدری زیاد است که باعث می‌شود جسم موجودیت خودش را از دست بدهد و نابود شود.

تکینگی در ریاضی نیز وجود دارد. برای مثال هر زمان در معادله 1/X، X به سمت صفر میل کند، جواب معادله نیز به سمت بی‌نهایت میل می‌کند و در این شرایط گفته می‌شود تکینگی رخ داده است.

اغلب این تکینگی‌ها را می‌توان با بیان این‌که امکان وقوع آن‌ها وجود ندارد و در واقع احتمالا واقعی نیستند، از بین برد. اما در همه زمینه‌ها تکینگی به ا‌ین سادگی از بین نمی‌رود.

برای مثال تکینگی گرانشی در نظریه نسبیت عام انیشتین از این موارد است. در نسبیت عام دو نوع تکینگی به نام‌های تکینگی مختصاتی و حقیقی وجود دارد.

تکینگی‌های عریان

تکینگی‌های عریان همان سیاهچاله‌ها هستند. یعنی نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت که با یک افق رویدادی که در شعاع شوارتزشیلد قرار دارد، احاطه شده است. افق رویداد جلوی تکینگی را می‌گیرد.

در نتیجه شاهدان بیرونی تنها در صورتی می‌توانند آن را ببینند که از افق رویداد عبور کنند. تا مدت‌ها فیزیکدان‌ها فکر می‌کردند همه تکینگی‌ها توسط افق رویداد پوشیده شده‌اند و این موضوع به اسم فرضیه سانسور کیهانی شناخته می‌شد.

اما تحقیقات و شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که ممکن است تکینگی‌هایی نیز وجود داشته باشد که توسط افق رویداد پوشیده نشده‌اند و آن‌ها را تکینگی عریان یا برهنه نامیدند.

تکینگی عریان افق رویداد ندارد و در معرض دید جهانیان قرار می‌گیرد. صحت این موضوع هنوز اثبات نشده و یکی از موضوعات پربحث کیهان‌شناسی است.

کاربرد سینگولاریتی در زمینه‌های مختلف چگونه است؟

امروزه نظریه تکینگی در زمینه‌های مختلفی مثل ریاضی، فیزیک و فناروری استفاده می‌شود که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

در فناوری مفهوم تکینگی چیست؟

از مهم‌ترین کاربردهای تکینگی، استفاده از آن در دنیای فناوری است. طبق این نظریه پیشرفت برنامه‌های کامپیوتری و هوش مصنوعی به حدی خواهد رسید که از هوش انسان نیز فراتر می‌رود. تکینگی در واقع مرز بین بشر و رایانه را از بین می‌برد.

فناوری نانو مثال خوبی است که نظریه تکینگی را به واقعیت تبدیل می‌کند. این حجم از پیشرفت تاثیر قابل توجهی بر تمدن انسان‌ها می‌گذارد و زندگی آدم‌ها را تغییر خواهد داد. برخی افراد این مقدار از پیشرفت را برای آینده انسان‌ها خطرناک می‌دانند.

در واقع اگر می‌خواهید به زبان ساده بدانید در مبحث فناوری معنای تکینگی چیست باید آن را به ‌این شکل تصور کنید که پیشرفت فناوری و هوش مصنوعی به جایی می‌رسد که از کنترل انسان‌ها خارج می‌شود.

بر اساس این فرضیه، حتی انسان‌ها چنین پیشرفتی را رقم نمی‌زنند و هوش مصنوعی این توانایی را پیدا می‌کند که خودش را ارتقا دهد و به‌سرعت رشد کند و در نهایت ربات‌هایی تولید شوند که از انسان‌ها هوشمندتر باشند.

در فیزیک مفهوم Singularity چیست؟

در علم فیزیک تکینگی گرانشی یا تکینگی فضا-زمان بررسی می‌شود. بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین، فضا-زمان در واقع مکانی است که در آن نیروی گرانشی و چگالی یک جرم آسمانی بدون وابستگی به یک سیستم هماهنگ، به بی‌نهایت می‌رسد.

در این نقطه قوانین فیزیک زیر سوال می‌روند و زمان و مکان دیگر مفاهیم مستقلی ندارند و با هم ادغام می‌شوند. تکینگی در فضا-زمان انواع مختلفی دارد و هر کدام از آن‌ها در واقع ویژگی‌های خاص خودشان را دارند. تکینگی مخروطی و منحنی از مهم‌ترین انواع تکینگی در فیزیک هستند.

[list]
[*]تکینگی مخروطی
[/list]

تکینگی مخروطی زمانی رخ می‌دهد که نقطه‌ای وجود داشته باشد که در آن حد هر مقدار کوواریانس عمومی محدود است. در چنین شرایطی، فضا – زمان شبیه به مخروطی است که حول این نقطه قرار دارد و تکینگی در راس این مخروط است. نمونه‌ای از تکینگی مخروط یک ریسمان کیهانی است، نوعی نقطه تک بعدی فرضی که اعتقاد می‌رود در طول «جهان اولیه» شکل گرفته است.

[list]
[*]تکینگی منحنی
[/list]

سیاهچاله‌ها بهترین نمونه‌ها برای توصیف تکینگی‌های منحنی هستند. تکینگی در مرکز سیاهچاله قرار دارد. در این نقطه تراکم به‌قدری بالا است که همه مواد در آن به نقطه‌ای بی‌نهایت کوچک تبدیل می‌شوند. مفاهیم زمان و مکان در این نقطه از بین می‌روند. در این نقطه جرم و چگالی اجسام بی‌نهایت و حجمشان صفر است.

[adsfsdfsdfs]

عالی بود به مطالب ماهم در سایت مبل شویی دیوار سر بزنید