Singularitas gravitasional

Bagian dari seri artikel mengenai
Relativitas umum
${\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }}$
Pengantar Sejarah Rumus matematis Sumber Uji coba
Prinsip dasar Teori relativitas Kerangka acuan Kerangka acuan inersia Prinsip ekuivalensi Ekuivalensi massa–energi Relativitas khusus Garis dunia Geometri Riemann
Fenomena Masalah Kepler Gravitasi Medan gravitasi Lensa gravitasi Gelombang gravitasi Pergeseran merah gravitasi Pergeseran merah Pergeseran biru Dilatasi waktu Dilatasi waktu gravitasi Kompresi gravitasi Frame-dragging Efek geodesi Horizon peristiwa Singularitas gravitasi Lubang hitam Lubang putih Ruang waktu Ruang Waktu Diagram ruang waktu Ruang waktu Minkowski Lubang cacing
Persamaan Formalisme Persamaan Gravitasi linier Persamaan medan Einstein Friedmann Geodesi Mathisson–Papapetrou–Dixon Hamilton–Jacobi–Einstein Formalisme ADM BSSN Pasca-Newton Teori lanjutan Teori Kaluza–Klein Gravitasi kuantum
Solusi Schwarzschild Reissner–Nordström Gödel Kerr Kerr–Newman Kasner Lemaître–Tolman Taub-NUT Milne Robertson–Walker Gelombang pp Debu van Stockum Weyl−Lewis−Papapetrou
Ilmuwan Einstein Lorentz Hilbert Poincaré Schwarzschild de Sitter Reissner Nordström Weyl Eddington Friedman Milne Zwicky Lemaître Gödel Wheeler Robertson Bardeen Walker Kerr Chandrasekhar Ehlers Penrose Hawking Raychaudhuri Taylor Hulse van Stockum Taub Newman Yau Thorne lainnya
l b s

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. Kuantitas yang digunakan untuk mengukur kekuatan medan gravitasi adalah invarian skalar kelengkungan ruangwaktu, yang mencakup ukuran kerapatan materi. Karena jumlah seperti itu menjadi tak terbatas dalam singularitas, hukum ruangwaktu normal yang ada tidak bisa digunakan.^[1][2]

Singularitas gravitasi dipertimbangkan di dalam relativitas umum, dimana kepadatan tampak menjadi tak terbatas di pusat lubang hitam, dan di dalam astrofisika dan kosmologi sebagai keadaan paling awal dari alam semesta selama Big Bang. Fisikawan tidak yakin apakah prediksi singularitas berarti bahwa mereka benar-benar ada (atau ada pada awal Big Bang), atau bahwa pengetahuan saat ini tidak cukup untuk menggambarkan apa yang terjadi pada kepadatan ekstrim seperti itu.

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.^[3] Teorema singularitas Penrose-Hawking mendefinisikan singularitas milik geodesik tidak dapat diperpanjang dalam cara halus.^[4] Akhir geodesik semacam itu dianggap singularitas.

Keadaan awal alam semesta, pada awal Ledakan Besar, juga diprediksi oleh teori-teori modern sebagai singularitas.^[5] Dalam hal ini alam semesta tidak runtuh ke dalam lubang hitam, karena perhitungan yang diketahui saat ini dan batas kerapatan untuk keruntuhan gravitasi biasanya didasarkan pada objek dengan ukuran yang relatif konstan, seperti bintang, dan tidak selalu berlaku di cara yang sama untuk ruang yang berkembang pesat seperti Big Bang. Baik relativitas umum maupun mekanika kuantum saat ini dapat menggambarkan momen paling awal dari Big Bang,^[6] tetapi secara umum, mekanika kuantum tidak memungkinkan partikel untuk menghuni ruang yang lebih kecil dari panjang gelombang mereka.^[7]

1. ^ "Blackholes and Wormholes". 
2. ^ Claes Uggla (2006). "Spacetime Singularities". Einstein Online. 2 (1002). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-01-24. Diakses tanggal 2019-04-08. 
3. ^ Curiel, Erik & Peter Bokulich. "Singularities and Black Holes". Stanford Encyclopedia of Philosophy. Center for the Study of Language and Information, Stanford University. Diakses tanggal 26 Desember 2012. 
4. ^ Moulay, Emmanuel. "The universe and photons" (PDF). FQXi Foundational Questions Institute. Diakses tanggal 26 Desember 2012. 
5. ^ Wald, p.99
6. ^ Hawking, Stephen. "The Beginning of Time". Stephen Hawking: The Official Website. Cambridge University. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2014-10-06. Diakses tanggal 26 Desember 2012. 
7. ^ Zebrowski, Ernest (2000). A History of the Circle: Mathematical Reasoning and the Physical Universe. Piscataway NJ: Rutgers University Press. hlm. 180. ISBN 978-0813528984.