О том, как была сотворена Вселенная, даже в научных кругах существует множество мнений. Физики рассматривают разные гипотезы и в какой-то момент гипотеза захватывает умы её приверженцев настолько, что всё может дойти до абсурда. Тем не менее, "официальной" теорией считается идея Большого взрыва. По большинству мнений Большой взрыв был быстрым расширением Вселенной, а сингулярность была точкой, предшествовавшей этому.
А задумывались ли вы когда-нибудь откуда вообще пошла эта идея с сингулярностью и Большим взрывом? Что же, тут тоже не всё так линейно.
Альберт Эйнштейн, придумал, что он может описать гравитацию как геометрию пространства-времени (и, что странно, предостерег всех от мысли, что это геометрия пространства-времени) с помощью своих уравнений поля общей теории относительности. Затем Александр Фридман понял, что если уравнения поля Эйнштейна верны, то вселенные не могут быть стабильными. Поэтому Эйнштейн попытался исправить это, вставив "космологическую постоянную". Ту самую, с которой путаницы ещё больше, чем с самой идеей гравитации Эйнштейна. Идём дальше. Жоржу Леметр решил, что если уравнения Эйнштейна верны, то пространство-время не только нестабильно, но и должно либо сжиматься, либо расширяться. И на основе данных Эдвина Хаббла действительно казалось, что вселенная расширяется.
Если это процесс экстраполировать назад во времени, то будет казаться, что Вселенная становится все меньше и меньше. На самом деле происходит то, что расстояния становятся все короче и короче, чем дальше назад во времени вы уходите. Леметр описал это с помощью "масштабного коэффициента", который увеличивается со временем. Вы можете взять любое расстояние во Вселенной сейчас и умножить его на масштабный коэффициент в любой точке истории Вселенной, и таким образом получить, каким будет расстояние в этот момент времени. Но если экстраполировать назад, то масштабный фактор стремится к нулю. И когда это происходит, с этим совместно происходят и странные вещи: вы получаете нулевое расстояние, неопределенный объем и неопределенность, переходящую к бесконечной плотности, давлению и температуре. В математике такие точки называются "сингулярностями".
В физике они означают, что происходит что-то подозрительное, и что у вас, вероятно, неполная теория. Ну или рассматриваются как вполне себе реальный физический объект. Тут всё зависит от теории и личного подхода к вопросу, поскольку ни то и не другое не являются в широком смысле нарушением физических теорий. Леметр назвал этот момент "космическим яйцом" или "первичным атомом". Но, несмотря на некоторые подходы, описывающие сингулярность как физический объект, на самом деле она не является физическим явлением, а представляет собой лишь точку в математике. Многим астрофизикам не нравилась теория Лемэтра. Отчасти потому, что Лемэтр был священником, а теория звучала как "да будет свет". Но в основном критика была потому, что они застряли в модели вечной вселенной или стационарной вселенной, которая существовала всегда и никогда не менялась. Даже Эйнштейн сначала сказал, что математика Лемэтра прекрасна, но его физика ужасна. Позже он изменил свое мнение и сказал, что это самое прекрасное объяснение из когда-либо созданных. Когда квантовая механика стала более конкретизированной, мы поняли, что на самом деле не можем делать такие предсказания. Леметр использовал только общую теорию относительности Эйнштейна, но теперь у нас есть и квантовая механика.
Мы не знаем, как объединить их в Теорию Всего, чтобы описать гравитацию в квантовых терминах. Это означает только одно. Мы не знаем, что произошло в первую триллионную триллионную триллионную долю секунды. Мы даже не знаем, была ли эта сингулярность изначально. Может быть, как и в случае с ультрафиолетовой катастрофой, квантование гравитации заставляет сингулярность исчезнуть. Вот и все. Сингулярность возникла в математике уравнений поля Эйнштейна, когда масштабный коэффициент достиг нуля, и вы получили неопределенные результаты. Стоит ли считать такую теорию полностью объективной? Наверное только в случае отсутствия более полного представления о проблеме.
--