Kan någon ge en bra lättförståelig förklaring till fysikens ord Singularitet ?

Ordet "singularitet" används då och då inom astronomi och kvantmekanik.

Kan någon med lite fysikkunskaper ge en vettig förklaring till vad man egentligen menar ?

För mig känns det snarare som om man använder ordet istället för "Smurf" då man inte kan ge en vettig förklaring på vad man menar..

Det är tämligen väldefinierat vad som avses, nämligen att en fysikalisk storhet går mot oändligheten. Ett välkänt exempel är den oändliga densitet som tänks uppstå i ett svart hål när massan pressas ihop i en punkt (som saknar utsträckning, dvs leder till division med noll).

Viktigt att komma ihåg är att dessa singulariteter uppstår i matematiska modeller, och snarare än att visa på verkliga oändligheter i naturen är de tecken på felaktig modell.

Du kan tänka på en singularitet som något som antar ett oändligt stort värde. Ofta brukar oändligheter uppfattas som ofysikaliska, där lagarna slutar gälla.

Astronomi: Exempelvis kan vi tänka oss att universums massa innan expansionen (Big Bang) var samlad i en singularitet. En oändligt liten punkt i rummet där hela universums massa var samlad. Det innebär att masstätheten (massa per rumsenhet) går mot oändligheten och rummet vill krökas oändligt mycket kring denna punkt.

Det räcker egentligen med att du tänker dig att du har två masspartiklar som vill uppta samma plats i rummet till följd av Newtons gravitationslag. Läs mer här https://sv.wikipedia.org/wiki/Gravit...l_singularitet

Kvantfysik/kvantmekanik: Här kan man säkert prata om singulariteter när man talar om olika sorters partiklar (fermioner, bosoner, etc.), vilka tillstånd de kan anta och vilka konsekvenser det får. Vilken typ av partikel det är beror på vilket spinn den har, en kvantmekanisk egenskap.

Om vi återkommer til universums början så låter det lite konstigt ur ett kvantmekaniskt perspektiv att universum skulle ha kunnat börja som en singularitet, eftersom Pauliprincipen säger att två partiklar som är fermioner inte kan anta samma kvantmekaniska tillstånd. Det innebär att alla fermioner tvingas upp i högre och högre energitillstånd och verkar därför kunna ge upphov till en slags energi/kraftsingularitet. Tänker på degenererad materia. Men här kan säkert någon annan ge ett bättre exempel.

Det finns även andra betydelser för ordet singularitet, Wikipedia ger tre exempel: https://sv.wikipedia.org/wiki/Singularitet

Gravitationen uppnår oändlighet. Rumtidens krökning är så
kraftig att ingen form av rak linje kan existera.
Därav inga dimensioner, mått, längder el. dyl.

"Singularitet" betyder att en formel från fysisk teori får nollan i nämnaren eller liknande i en situation som kan uppnås (detta till skillnad från grejer som oändlig kinetisk energi vid ljusets hastighet vilken kan inte uppnås).

Det behöver inte betyda att storheten faktiskt blir oändlig, det kan lika gärna vara så att teorin inte funkar eftersom alla kända fysiska teorier är bara modeller med begränsad tillämplighet. Ett simplifierad exempel på detta är hydrodynamiska modeller av chockvåg som medför oändliga värden av vissa storheter vid vågfronten och därmed beskriver vågen som en singularitet, medan egentligen är det så att kontinuerlig fluidmekanik funkar inte vid små längdskalor på grund av molekyler.

Vi är faktiskt ganska säkra på att alla beprövade kvantmekaniska teorier slutar funka vid riktigt små längdskalor och höga energinier av elementpartiklar. Vi tror oss ha en aning om ungefär vart gränsen ligger (Plancklängden och Planckenergi) men inte vad som sker där.

Jag skulle vilja påstå att singularitet är ett matematiskt begrepp snarare än ett fysikaliskt.

Att det finns några fysikaliska singulariteter tvivlar jag på.

Så sant. Naturen tillåter inte oändlighet. Att matematiken bryter ihop är ett
tecken på dålig matematik, inte ett felande universum.

Troligen kommer den dag när framtida matematiker och fysiker småler åt våra
tafatta försök vid 1900- och 2000-talet.

Varför skulle naturen inte tillåta oändligheter? Av praktiska själ kan vi inte empiriskt uppleva oändligheter, men vi kan i nuläget inte avfärda att universum är oändligt stort eller kommer att existera under oändlig tid.

Att våra matematiska modeller bryter ihop beror på att de är framtagna för att fungera för ändliga parametervärden, vilket kan förklaras av att vi använder artificiella parametrar som inte är fundamentala, utan framtagna för att fungera under andra omständigheter. Densiteten i ett svart hål antas vara oändlig i hålets mitt. Men densitet är ett härlett värde, där vi räknar massa per volym. Dock kommer varken massa eller volym att anta oändliga värden i svarta hål. Att räkna fram densitet är vårt eget påfund och att det sedan urartar i vissa punkter betyder inte att naturen är konstig eller att det inte existerar punkter med ändlig massa i svarta hål. Däremot är det fel att säga att matematiken bryter ihop, då vi ofta kan beräkna integraler och andra ändliga värden trots sådana punkter.

Detta kan du väl inte mena??

Att man (i matte) kan integrera över en över en singulär punkt, säger ingenting!
Har väl ingenting att göra med fysik/verklighet.
Får mig att tänka på, inom chaosteorin, där en fjärils vingslag i Brasilien orsakar en orkan i Asien. Kul men fel. I allt väsenligt är verkligheten stabil i det korta prrspektivet.
Det är svårt att tro att verkligheten i våra tidsperspektiv balanserar på en knivspets.

Jag menar att det är mest galna religiösa och/eller andra fanatiker som tror att vi lever i den gudomliga balansen. Det gäller inte bara matematiska singulariteter utan åxå föreställningar om att en ökning av jordens medeltemperatur innebär katastrof. Vore det så skulle en sänkning vara något att sträva efter - allt skulle då bli bättre. Eller?
Världen är galen! Eller åtminstone driven av mediarubriker.

Vetenskapsradion är Sveriges mest korkade radioprogram.

Men du har åxå rätt. Matematiken bryter inte ihop. Fysiken bryter inte ihop. Men matematik och fysik är inte samma sak.
Det är alldeles för lite diskussioner om skillnaden mellan fysikens lagar (dvs våra modeller) och vad som är verklighet.

Nån oändlig koncentration av massa i ett svart hål är det inte tal om. Schrödingerekvationen beskriver ingen verklighet.

Ibland, åtminstone på fb, verkar det som att den minsta vetenskapliga spekulation om svarta hål, fotoner, relativitrtsteori etc får massor av folk att tro vad som helst.

Hur många vet skillnaden mellan systems olika stabiliteter?


OK. Verkar som om Barca får pisk.

Oändlighet och "talet" 0 är människans påhitt.

Våra matematiska modeller är dåliga. Allt vi vet om svarta hål är och förblir antagna.

Dock är matematiken ett av dom få verktyg vi har för att rationalisera vår syn på ex kosmos.
Av svaren jag fått hittills så skulle då ex 10 / 3 vara ett slags beskrivning av en singularitet ?

Ett slags bevis på att oändligheten existerar ?

Väldigt tänkvärt att vi kan beskriva kosmos med matematik egentligen, så pass bra som vi gjort hittills.

Det får mig att fundera på om Kosmos och världen runt oss ÄR matematik och vi observerar och lär eller om det är människan som tillverkar matematik för att beskriva vår omvärld.

Att matematiken är ny och saknar mycket vore naturligt eftersom vi enbart haft mer avancerad matematik i några tusen år. Det sägs att den matematik som utvecklas av matematiker som "experimentell matematik" ligger ganska långt framme men saknar vägar att verkligen bevisas med dagens kunskap.

Är du säker på det?

Det kanske är ordet verklighet som är overkligt. Schrödinger-ekvationen beskriver en signal med en sannolikhet. Det spannet av sannolikhet beskriver alla möjligheter av verklighet beroende på signalen. Utfallen separeras genom tid, tillräckligt med tid så är alla utfall på plats. Signalen expanderar alltså i den 3 dimensionella verkligheten som tid, eftersom mängden tid som har förlöpt bestämmer hur stor del av verkligheten som täcks av vågformen. Min syn på det hela är att vi har fått allt om bakfoten, verkligheten är inte tre dimensioner rum och en dimension tid. Den är en dimension signal och tre dimensioner tid. Ett exempel är fotonen som inte existerar i tid när den färdas från solen. Först när den möter massa så manifesterar den sig som en utbredning av energi i en volym, och hur mycket den breder ut sig avgörs av hur lång tid som har förlöpt.

Dessutom, allt vi uppfattar och upplever har skett i dåtid, endast vårt medvetande existerar i nuet. En foton som träffar ögats nervcell eller en ljudvåg som träffar trumhinnan, till och med ett mätresultat i ett exakt experiment i ett laboratorie är en registrering av energi och massa vid en tidpunkt som har passerat. Tänk dig att du är en punkt i universum som färdas med ljusets hastighet (E=mc^2), verkligheten vecklar ut sig som krusningar på ytan bakom dig. Som en båt på en blank vattenspegel i färd framåt, sett ovanifrån.