Новий підхід до теорії Ейнштейна може розповісти, що сталося до Великого вибуху

Доказів того, що приблизно 13,8 млрд років тому стався Великий вибух і наш Всесвіт почав стрімко розширюватися, щоб стати таким, яким ми його знаємо, існує багато. Але фізики не можуть точно описати, що відбувалося під час Великого вибуху. Та й не можна назвати це якоюсь миттю, адже часу в нашому розумінні тоді ще не існувало. Простір-час було створено після Великого вибуху. Вчені кажуть, що в момент Великого вибуху не працюють існуючі математичні та фізичні рівняння. Але, що якщо існує спосіб розширити ці рівняння і зрозуміти, що сталося не тільки в момент Великого вибуху, а й, що було до нього? Саме це і намагаються зробити фізики. Дослідження опубліковано в журналі Living Reviews in Relativity, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Група фізиків використовує складне комп'ютерне моделювання для чисельного розв'язання рівнянь Ейнштейна. Цей метод часто застосовується для розв'язання рівнянь і задач, які не мають узагальненого розв'язку, наприклад, це стосується знаменитої задачі трьох тіл. Хоча теорія відносності Ейнштейна має точні розв'язки в різних умовах і ситуаціях, вона зазнає невдачі в найекстремальніших умовах. Тому новий підхід до розв'язання рівнянь Ейнштейна може дати змогу вийти за межі теорії відносності і, можливо, відкрити нові закони фізики.

Чисельна теорія відносності була вперше розроблена ще в минулому столітті для розв'язання питання про те, як зливаються чорні діри і як відбувається вихід гравітаційних хвиль у результаті цього процесу. Хоча теорія відносності Ейнштейна передбачила існування гравітаційних хвиль, показати, якої форми набудуть ці хвилі, неможливо незалежно від того, наскільки добре ми знаємо рівняння Ейнштейна.

10 років тому вчені вперше виявили гравітаційні хвилі, що довело правильність прогнозів Ейнштейна. Тепер же вчені вважають, що використання чисельної теорії відносності може успішно передбачати результати теорії відносності, коли не можна розв'язати точно рівняння Ейнштейна. Тому цей метод можна використовувати і для вирішення інших завдань. Автори дослідження кажуть, що чисельну теорію відносності можна використовувати для вивчення того, як почався Великий вибух, і того, що було до нього.

Нове дослідження спрямоване на вивчення Великого вибуху і періоду, відомого як космічна інфляція, який тривав частки секунди після народження Всесвіту. Весь космос тоді розширювався з неймовірною швидкістю до величезних розмірів.

Існування цього періоду надзвичайно швидкого розширення космосу необхідне для пояснення того, чому Всесвіт практично однаковий у всіх напрямках. Без цього періоду багато іншого в розумінні Всесвіту руйнується. Проблема в тому, що ми не знаємо, що викликало цю космічну інфляцію. Але фізики вважають, що в цьому може допомогти чисельна теорія відносності.

У цього підходу є потенціал, і в разі гравітаційних хвиль він себе виправдав. Чисельні рішення для космічної інфляції можуть виявити умови або вимоги, які можуть вказувати на поля, взаємодії або властивості, що виходять за очікувані межі нашого Всесвіту.

За допомогою нового підходу до розв'язання рівнянь Ейнштейна, як вважають вчені, можливо, буде отримано докази того, що теорії про циклічне народження Всесвіту або про мультивсесвіт, можуть бути правильними.

Як уже писав Фокус, астрономи виявили 300 дивних яскравих об'єктів у ранньому Всесвіті і поки не знають, чим вони є. Можливо, це одні з перших галактик, а можливо, це зовсім інші об'єкти.

Також Фокус писав про те, що згідно з припущенням фізиків, темна матерія може перетворювати планети на новий тип чорних дір.