Отверстие
Отверстие — это отверстие в определенной среде или через нее, обычно твердое тело. Отверстия возникают в результате естественных и искусственных процессов и могут быть полезны для различных целей или могут представлять собой проблему, которую необходимо решить во многих областях техники. В зависимости от материала и расположения отверстие может представлять собой выемку на поверхности (например, отверстие в земле) или может полностью проходить сквозь эту поверхность (например, отверстие, созданное дыроколом в листе бумаги). . В технике отверстие может быть глухим или сквозным, если оно имеет неполную или полную глубину.
Отверстия могут возникать по ряду причин, включая естественные процессы и преднамеренные действия людей или животных. Отверстия в земле, сделанные преднамеренно, например, при поиске пищи, для пересадки деревьев или отверстия для столбов , сделанные для закрепления объекта, обычно делаются в процессе рытья . Непреднамеренные отверстия в объекте часто являются признаком повреждения . Выбоины и воронки могут повредить населенные пункты. [1]
Отверстия могут возникать в самых разных материалах и в широком диапазоне масштабов. Наименьшие отверстия, наблюдаемые человеком, включают точечные отверстия и перфорации , но самое маленькое явление, описываемое как отверстие, — это электронная дыра , которая представляет собой положение в атоме или атомной решетке , где отсутствует электрон . Крупнейшее явление, описываемое как дыра, — это сверхмассивная черная дыра , астрономический объект, который может быть в миллиарды раз массивнее Солнца Земли .
Самая глубокая скважина на Земле — это искусственная Кольская сверхглубокая скважина , истинная глубина вертикального бурения которой составляет более 7,5 миль (12 километров), что составляет лишь часть почти 4000 миль (6400 километров) расстояния до центра Земли. Земля. [2]
В математике отверстия исследуются несколькими способами. Одним из них является гомология , которая представляет собой общий способ сопоставления определенных алгебраических объектов с другими математическими объектами, такими как топологические пространства . Группы гомологии первоначально были определены в алгебраической топологии , а гомологии изначально были строгим математическим методом для определения и категоризации отверстий в математическом объекте, называемом многообразием . Первоначальной мотивацией для определения групп гомологии было наблюдение, что две формы можно различить, изучив их отверстия. [3] Например, круг не является диском, потому что в нем есть отверстие, а диск сплошной, [4]и обычная сфера не является кругом, потому что сфера заключает в себе двумерное отверстие, а круг заключает в себе одномерное отверстие. Поскольку дыра нематериальна, сразу не очевидно, как определить ее или отличить от других.
Другим является понятие гомотопической группы : это инварианты топологического пространства, которые, когда они нетривиальны (в этом случае также говорят, что пространство не является k-связным ), обнаруживают наличие «дыр» в том смысле, что пространство содержит сферу , которую нельзя стянуть в точку. Термин «дыра» часто используется неофициально при обсуждении этих объектов. [5]
