О́бщая тео́рия относи́тельности — общепринятая в настоящее время теория тяготения, описывающая тяготение как проявление геометрии пространства-времени. Предложена Альбертом Эйнштейном 25 ноября 1915 года.
Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры.
Большо́й взрыв — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.
Горизо́нт собы́тий — граница в астрофизике, за которой события не могут повлиять на наблюдателя.
Сэр Ро́джер Пенро́уз — британский физик и математик, работающий в различных областях математики, общей теории относительности и квантовой теории; автор теории твисторов.
Золотой век общей теории относительности — период примерно с 1960 до 1975 года, в течение которого исследования в общей теории относительности, ранее считавшейся интересной, но далёкой от практики областью, вошли в главное русло теоретической физики. Во время этого периода были представлены многие понятия и термины, перевернувшие наше представление о природе Вселенной, в которой мы живем. Среди этих понятий — черные дыры и пространственно-временная сингулярность. В то же самое время в разряд серьёзных физических наук входит космология, и теория Большого взрыва становится общепринятой. Окончанием золотого века принято считать открытие Стивеном Хокингом излучения Хокинга.
Гравитацио́нная сингуля́рность — точка в пространстве-времени, через которую невозможно гладко продолжить входящую в неё геодезическую линию. В таких областях становится неприменимым базовое приближение большинства физических теорий, в которых пространство-время рассматривается как гладкое многообразие без края. Часто в гравитационной сингулярности величины, описывающие гравитационное поле, становятся бесконечными или неопределёнными. К таким величинам относятся, например, скалярная кривизна или плотность энергии в сопутствующей системе отсчёта.
Бе́лая дыра́ — гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Белая дыра является временно́й противоположностью чёрной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности, что и чёрные дыры. Из-за неустойчивости данного решения уравнений Эйнштейна относительно возмущений пространства-времени физики, в большинстве своём, считают, что существование белых дыр в природе невозможно.
Реше́ние Ке́рра — Нью́мена — точное решение уравнений Эйнштейна, описывающее невозмущённую электрически заряженную вращающуюся чёрную дыру без космологического члена. Астрофизическая значимость решения неясна, так как предполагается, что встречающиеся в природе коллапсары не могут быть существенно электрически заряжены.
Голая сингулярность — гипотетическое понятие общей теории относительности (ОТО), обозначающее гравитационную сингулярность без горизонта событий. В классической чёрной дыре в сингулярности сила гравитации настолько велика, что свет не может покинуть горизонт событий и, таким образом, объекты внутри горизонта событий, включая саму чёрную дыру, не могут наблюдаться непосредственно. Голая сингулярность, в случае её существования, наоборот, может наблюдаться извне.
Ниже приведён список нерешённых пробле́м совреме́нной фи́зики. Некоторые из этих проблем носят теоретический характер. Это означает, что существующие теории оказываются неспособными объяснить определённые наблюдаемые явления или экспериментальные результаты. Другие проблемы являются экспериментальными, а это означает, что имеются трудности в создании эксперимента по проверке предлагаемой теории или по более подробному исследованию какого-либо явления.
Цикли́ческая моде́ль — космологическая гипотеза, предполагающая, что материя Вселенной многократно претерпевает последовательные циклы расширения, проходя через стадию Большого Взрыва и дальнейшую космологическую эволюцию, имевшую место в нашей наблюдаемой Вселенной, включая образование химических элементов, атомов, галактик, звёзд, планет и, возможно, жизни. В некоторых циклических моделях трёхмерное пространство нашей Вселенной претерпевает бесконечно сменяющие друг друга циклы расширения и сжатия, в некоторых же моделях наше трёхмерное пространство всегда только расширяется.
Дими́триос Христоду́лу — греческий математик и физик, известный своими достижениями в области теории нелинейных уравнений математической физики, в частности, доказательством нелинейной стабильности пространства Минковского в общей теории относительности без космологического члена, и доказательством устойчивости формирования ловушечных поверхностей, а следовательно, чёрных дыр и гравитационных сингулярностей, при эволюции пространства-времени. Является также одним из авторов концепции неприводимой массы чёрной дыры.
«Крупномасшта́бная структу́ра простра́нства-вре́мени» (англ. The Large Scale Structure of Space-Time) — книга о теоретической физике пространства-времени, написанная Стивеном Хокингом и Джорджем Эллисом. Впервые опубликована в 1973 году издательством Кембриджского университета.
Планковская звезда — гипотетический компактный астрономический объект, который образуется, когда плотность энергии коллапсирующей звезды достигает планковской плотности энергии
4,59⋅10113 Дж/м3.
БХЛ-сингулярность — нетривиальное, хаотическое и динамическое решение уравнения гравитации Эйнштейна, для однородной, замкнутой, но анизотропной вселенной с 3-сферической топологией. Данная сингулярность является самой реалистичной из возможных, образуется при коллапсе вселенной в процессе «Большого хруста», и в недрах чёрных дыр. БХЛ-сингулярность характеризируется хаотически колеблющимися во времени приливными силами гравитации вблизи нее.
В теоретической физике диаграмма Пенроуза представляет собой двумерную диаграмму, фиксирующую причинное отношение между различными точками в пространстве-времени. Это расширение диаграммы Минковского, где вертикальное измерение представляет время, горизонтальное — пространство, а наклонные линии под углом 45° соответствуют лучам света. Главное отличие состоит в том, что локально метрика на диаграмме Пенроуза конформно эквивалентна к фактической метрике в пространстве-времени. Конформный фактор выбирается таким образом, что все бесконечное пространство-время преобразуется в диаграмму Пенроуза конечного размера. Для сферически-симметричного пространства-времени каждая точка диаграммы соответствует двумерной сфере.
Неравенство Римана — Пенроуза — важный частный случай неравенства Пенроуза, впервые предугаданного и предложенного Роджером Пенроузом в 1973 году в общей теории относительности.
Теоремы Пенроуза — Хокинга о сингулярности — это теоремы в общей теории относительности, которые пытаются ответить на вопрос, когда гравитация порождает сингулярности.
Природа пространства и времени — научно-популярная книга Роджера Пеноруза и Стивена Хокинга, изданная в 1996 году на английском языке в издательстве Princeton University Press, посвящена вопросам космологии. Стилистически написана в форме дебатов, которые были построены по образцу серии дебатов между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором.
