Tekillik (Gravitational Singularity)

Einstein'ın Genel Görelilik alan denklemlerinde uzay-zaman eğriliğinin sıfır hacimde sonsuz yoğunluğa ulaştığı matematiksel krizdir. Fiziğin bildiğimiz hiçbir denklemi tekillikte çalışmaz. Modern astrofizikçiler gerçekte 'sonsuz' yoğunluk diye bir şey olmadığını, genel göreliliğin kuantum etkilerini hesaba katmadığı için bu sonuca vardığını düşünmektedir. Bu gizemi çözebilmek için Kuantum Kütleçekim Teorisi (Sicim Teorisi veya İlmek Kuantum Kütleçekimi) geliştirilmektedir.

Genel Görelilik Teorisi'nde bir yıldızın kütlesi Tolman-Oppenheimer-Volkoff sınırını aşıp kara deliğe çöktüğünde, doğadaki hiçbir kuvvet (ne elektron ne de nötron dejenerelik basıncı) bu çöküşü durduramaz ve kütle sıfır hacimli bir noktaya (dönen Kerr kara deliklerinde ise sıfır kalınlıklı bir 'halka tekilliğe' / ring singularity) sıkışır. 1960'larda Roger Penrose ve Stephen Hawking tarafından kanıtlanan ünlü 'Penrose-Hawking Tekillik Teoremleri' (2020 Nobel Fizik Ödülü), tekilliklerin sadece ideal küresel simetri varsayımından kaynaklanan matematiksel bir istisna olmadığını, genel görelilik altında her çöküşün kaçınılmaz sonucu olduğunu göstermiştir.

Roger Penrose ayrıca 'Kozmik Sansür Hipotezi'ni (Cosmic Censorship Hypothesis) öne sürerek, doğada olay ufkuyla gizlenmemiş bir 'Çıplak Tekillik' (Naked Singularity) oluşamayacağını, böylece tekillikteki öngörülemezliğin dış evrenden her zaman korunduğunu savunmuştur. Modern teorik fizikçilerin büyük çoğunluğu, tekillikteki 'sonsuz yoğunluk' sonucunun genel göreliliğin Planck ölçeğinde ($10^{-35}$ m) kuantum etkilerini hesaba katmamasından kaynaklandığını ve tamamlanmış bir Kuantum Kütleçekimi kuramında (örneğin İlmek Kuantum Kütleçekimi / Loop Quantum Gravity'deki 'Planck Yıldızı' modelinde) sonsuzluğun yerini sonlu bir kuantum çekirdeğinin alacağını düşünmektedir.