Главное меню

Можно ли говорить, что бесконечность в математике - как сингулярность в...?

Автор Rausbl, Март 15, 2024, 01:24

« назад - далее »

Rausbl

космологии? т.е. что-то непонятное, неосязаемое, необъяснимое

Kexen

Если ставится вопрос именно в таком контексте:
То да.
Дело в том, что бесконечность очень широкое понятие. И для обычного обывателя - это понятие ограничивается неким бесконечным счетным рядом. Которую вроде можно понять и объяснить. Дальше можно представить Действительные числа, которых тоже вроде как бесконечно. Но оказывается их больше чем, например Натуральных чисел. И если это еще как то можно объяснить, хотя уже с трудом. Для посвященных понятно куда все клонится - в теорию множеств.
Ну и в кратце. Про бесконечные множества: есть счетные, есть континуум, есть гиперконтинуум. Причем сравнительно недавно доказано, что невозможно доказать отсутсвие множеств по мощности находящиеся в промежутках, но и наличие таких множеств никто предъявить не может. Уже на этих этапах бесконечность становится труднообъяснимой и тяжелой для понимания. Но все дело в том, что мощность не ограничена и может быть бесконечных порядков, что это даже представить нельзя.  И даже попытки представить приводит к различным парадоксам типа множество всех множеств. И к запрещению использовать некие бесконечные конструкции, потому что они не укладываются в общую аксиоматику.
                                                                              

YuraU

Не просто можно, но известные решения типа метрики Шварцшильда действительно имеют особенности, в т.ч. неустранимые [выбором координат]. В общем-то так гравитационные сингулярности и определяются -- при стремлении некоторой координаты к точке сингулярности (к нулю, скажем) какие то физические вещи (кривизна) стремятся к бесконечности или оказываются неопределёнными.
Вот это последнее замечание уже мешает утвердительно ответить на вопрос, ведь в сингулярности не только может быть бесконечность, но и неопределённость.
Но вопрос-то был задан о космологической сингулярности, а не о гравитацинной сингулярности вообще. В чём же отличия и сходства? У космологической сингулярности нет горизонта [событий]. Но как и у любой сингулярности в этой точке какие-то величины должны или быть бесконечными или неопределёнными. В случае с известной космологической сингулярностью (момент возникновения вселенной) к бесконечности стремятся плотность и температура.
Так что космологическая сингулярность --- а вы спрашивали именно про неё --- имеет самое прямое отношение к бесконечности из математики. Более того, формально, вселенная в этой точке имеет актуальную бесконечность, а из-за отсутствия горизонта этот казус не получается прикрыть даже аргументом о фактической ненаблюдаемости. В математике, кажется в нестандартном анализе, актуальные бесконечности вводят, но рассматривают их как удобные абстракции, а космологическая сингулярность может быть примером физической реализации актуальной бесконечности! :)
Правда, есть ещё надежда, что раз такие свойства сингулярности могут быть артефактом ограниченности общей теории относительности, то после великого объединения, ну или после создания/завершения удовлетворительной теории квантовой гравитации, новая теория позволит делать предсказания и в этих точках, т.е. сингулярности как таковые попросту исчезнут.

Brurarl

Нельзя! И вот почему. Очень часто происходит путаница между математическими определениями и конкретными физическими явлениями. Мы описываем физические явления математическими формулами. Но при этом не надо забывать, что математические формулы написаны для идеальных или упрощенных случаев. А на самом деле, физическое явление имеет гораздо больше параметров. В случае же с сингулярностью, нет даже математических формул для её описания. Есть только понятие сингулярности, когда "что-то там сжимается, на до какого пределам никто не знает".
Что касается бесконечностей в математике, то они являются чистой математической абстракцией и в природе мы пока такого не наблюдали. И даже когда мы описываем явление ухода какого либо физического параметра в бесконечность математической формулой с хорошим приближением, в реальности обязательно найдется какой нибудь неучтенный фактор, который не даст этого достичь.