Kỳ dị lỗ đen

Kỳ dị lỗ đen được tạo thành khi một ngôi sao có khối lượng lớn hơn nhiều so với giới hạn Chandrasekhar kết thúc vòng đời của nó. Ngôi sao này sẽ co lại tới mật độ vô hạn[10] (hoặc nếu vật chất vốn không bị nén tới mật độ vô hạn, nó có lẽ sẽ bị nén tới kích thước nhỏ nhất có thể[11]) thành một điểm, đó là điểm kỳ dị. Điểm kỳ dị ở lỗ đen được bao phủ bởi chân trời sự kiện.[2] Nếu như một vật thể có khối lượng rơi vào dãy chính, ngay khi chạm gần đến chân trời sự kiện, vật thể đó sẽ bị bóp nát bởi sự chênh lệch về hấp dẫn tại mọi điểm xung quanh lỗ đen. Nếu rơi vào trong lỗ đen, tức là đi qua chân trời sự kiện, vật thể đó sẽ không còn thể tích mà sẽ chỉ còn khối lượng, cùng với trường hấp dẫn. Bất cứ thứ gì rơi vào chân trời sự kiện thì sẽ sớm tới vùng gần điểm kỳ dị có mật độ vô hạn và chấm dứt thời gian.

Kỳ dị trần trụi

Cho đến đầu những năm 1990, người ta tin rằng thuyết tương đối rộng chỉ cho phép các điểm kỳ dị được bao phủ bởi chân trời sự kiện, khiến cho các điểm kỳ dị "trần trụi" là không thể tồn tại. Điều này được gọi là giả thuyết cosmic censorship. Tuy nhiên, vào năm 1991, nhà vật lý Stuart Shapiro và Saul Teukolsky đã thực hiện các mô phỏng máy tính về một mặt phẳng bụi (plane of dust) đang quay, cho thấy rằng thuyết tương đối rộng có thể cho phép tồn tại các điểm kỳ dị trần trụi. Những vật thể này thực sự trông như thế nào trong một mô hình như vậy vẫn chưa được biết. Người ta cũng không biết liệu các điểm kỳ dị trần trụi có còn xuất hiện hay không nếu các giả định đơn giản hóa được sử dụng trong mô phỏng này bị loại bỏ. Tuy nhiên, người ta đưa ra giả thuyết rằng ánh sáng đi vào một điểm kỳ dị trần trụi cũng sẽ khiến geodesics của nó bị chấm dứt, do đó làm cho điểm kỳ dị trần trụi trông giống như một lỗ đen.[12][13][14]

Kỳ dị Vụ Nổ Lớn

Nếu như thuyết Vụ Nổ Lớn là đúng, vậy nhiều khả năng là có sự tồn tại của điểm kỳ dị Vụ Nổ Lớn. Đó là điểm bắt đầu mà tại đó, Vụ Nổ Lớn xảy ra. Vì vũ trụ giãn nở ra xa nhau, nên chắc chắn trong quá khứ, nó phải ở cùng một điểm. Điểm đó có độ cong của không–thời gian là vô hạn.

Kỳ dị Vụ Co Lớn

Nếu như vũ trụ phát triển theo mô hình 1 Friendman, nghĩa là tốc độ giãn nở không còn khả năng chống chọi lại lực hấp dẫn của chính vũ trụ, thì vũ trụ sẽ co lại thành một điểm gọi là điểm kỳ dị Vụ Co Lớn. Cần phải nói thêm về nguyên lý loại trừ Pauli: nguyên lý phát biểu rằng hai hạt không thể cùng một lúc giống nhau về vận tốc và vị trí, nghĩa là 2 hạt có cùng vị trí thì không thể có cùng vận tốc; điều đó sẽ khiến chúng lại tách ra xa nhau. Đây là lý do các ngôi sao kích thước nhỏ không co thành điểm kỳ dị được vì lực loại trừ Pauli ngăn cản chúng co lại.

Thế nhưng mọi chuyện sẽ khác đối với những vật chất có khối lượng quá lớn (vũ trụ nằm trong số đó). Những vật chất này có hấp dẫn mạnh đến mức phá vỡ ngăn cản đó, và tiếp tục co lại thành điểm kỳ dị.