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奇点(物理学、宇宙学中的概念)

大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。它具有一系列奇异的性质,无限大的物质密度,无限大的压力,无限弯曲的时空等。不少学者证明在广义相对论的宇宙学中,“奇点”是不可避免的,均匀各向同性的宇宙是从“奇点”开始膨胀的。1970年,英国理论物理学家霍金(Stephen Hawking, 1942— )等人提出“奇点定理”,证明当把广义相对论应用于宇宙学时,就必然会出现“奇点”,不仅大尺度宇宙会出现“奇点”,而且一个恒星的引力塌缩的最终结局也是“奇点”。另一些学者认为,广义相对论中“奇点”的不可避免,可能是广义相对论局限性的一种表现。爱因斯坦说:“人们不可假定这些方程对于很高的场密度和物质密度仍然是有效的,也不可下结论说‘膨胀的起始’就必定意味着数学上的奇点。”(《爱因斯坦文集》第1卷)有一种推测认为,宇宙演化的开端,也许就没有“奇点”。例如温伯格(Steven Weinberg, 1933— )说:“宇宙从来就没有真正达到过无限大密度状态。宇宙现在的膨胀可能开始于从前的一次收缩的末尾,当时宇宙的密度达到了一个非常高的,但仍然是有限的密度。”(《最初三分钟》)有关“奇点”所引起的争论,涉及到了因果性、物质的可分性等哲学问题。