Για δεκαετίες, οι εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας του Albert Einstein περιγράφουν με εντυπωσιακή ακρίβεια το σύμπαν, από τις τροχιές των πλανητών μέχρι τις μαύρες τρύπες.
Ωστόσο, όταν οι επιστήμονες προσπαθούν να τις εφαρμόσουν στην πρώτη στιγμή του χρόνου, στο ίδιο το Big Bang, οι εξισώσεις «σπάνε».
Οι τιμές γίνονται άπειρες, δημιουργώντας αυτό που ονομάζουμε «μοναδικότητα». Εκεί, οι νόμοι της φυσικής, όπως τους ξέρουμε, παύουν να ισχύουν.
Γι’ αυτό η επιστημονική κοινότητα αναζητά μια νέα προσέγγιση, ικανή να «ρίξει φως» στο τι μπορεί να υπήρχε πριν από την αρχική έκρηξη.
Η ψηφιακή επανάσταση: Aριθμητική σχετικότητα
Η νέα πρόταση έρχεται από μια εξαιρετικά υπολογιστική τεχνική: την αριθμητική σχετικότητα. Πρόκειται για μια μέθοδο στην οποία οι εξισώσεις του Αϊνστάιν δεν λύνονται «στο χαρτί», αλλά μέσω υπερυπολογιστών που μπορούν να προσομοιώσουν ακραίες κοσμικές συνθήκες.
Αυτή η τεχνική χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία για τη μελέτη συγκρούσεων μαύρων τρυπών και την πρόβλεψη βαρυτικών κυμάτων — ένα από τα πιο σημαντικά επιτεύγματα της σύγχρονης φυσικής. Τώρα, οι ερευνητές τη χρησιμοποιούν για να «ανακατασκευάσουν» την κατάσταση του σύμπαντος πριν τη γνωστή του αρχή.
Τι μπορεί να αποκαλύψει αυτή η μέθοδος
Με αυτή την πιο ευέλικτη προσέγγιση, οι επιστήμονες μπορούν να εξετάσουν σενάρια που μέχρι σήμερα θεωρούνταν μαθηματικά απρόσιτα.
Για παράδειγμα:
- ένα σύμπαν που συρρικνώθηκε και «αναπήδησε» (Big Bounce),
- ένα σύμπαν που υπήρχε σε αταξία πριν οργανωθεί,
- ή ακόμη και αλληλεπιδράσεις με ένα «προγενέστερο» ή παράλληλο σύμπαν.
Με τη βοήθεια της αριθμητικής σχετικότητας, μπορούν να μοντελοποιηθούν πολύπλοκες, «μη ιδανικές» αρχικές συνθήκες, όχι το απλοποιημένο, τέλεια ομογενές σύμπαν που υποθέτουν τα κλασικά μοντέλα.
Προκλήσεις και επόμενα βήματα
Παρά τις ενθουσιώδεις προοπτικές, η μέθοδος απαιτεί τεράστια υπολογιστική ισχύ. Επιπλέον, ακόμη και αν οι προσομοιώσεις παράγουν νέα θεωρητικά σενάρια, χρειάζεται να βρεθούν παρατηρήσιμα ίχνη που να επιβεβαιώνουν ή να διαψεύδουν αυτές τις ιδέες, για παράδειγμα, μοτίβα στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων ή στα βαρυτικά κύματα.
Η έρευνα αυτή δημοσιεύθηκε στο journal Living Reviews in Relativity.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
