Τα στοιχεία που υποστηρίζουν τη Μεγάλη Έκρηξη είναι συντριπτικά, όμως δε μπορούμε ακόμα να περιγράψουμε τι συνέβη ακριβώς. Δεν έχουμε τρόπο να το τοποθετήσουμε ακριβώς χρονικά, αφού ο χρόνος όπως τον ξέρουμε δεν υπήρχε πριν από αυτό. Η επιστήμη σταματά να βγάζει νόημα ένα κλάσμα του δευτερολέπτου πριν τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι εξισώσεις μας δεν λειτουργούν σε εκείνο το σημείο.
Τι θα γινόταν όμως αν μπορούσαμε να ωθήσουμε τις εξισώσεις μας, όχι μόνο στα όριά τους, αλλά και πέρα από αυτά; Αυτό είναι που προσπαθούν να κάνουν οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες!
Μια ομάδα επιστημόνων από το Foundational Questions Institute, χρησιμοποιεί πολύπλοκές προσομοιώσεις για να λύσει αριθμητικά τις εξισώσεις του Einstein. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά για την επίλυση εξισώσεων και προβλημάτων που δεν έχουν γενικευμένη λύση, όπως το διάσημο πρόβλημα των τριών σωμάτων.
Ενώ η Θεωρία της Σχετικότητας έχει ακριβείς λύσεις σε μια ποικιλία καταστάσεων και περιβαλλόντων, όταν έρχεται σε ακραίες περιπτώσεις, φαίνεται να καταρρέει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορεί να είναι το κρίσιμο εργαλείο για να ξεπεράσουμε τα όρια με τα οποία αγωνίζεται η επιστήμη αυτή τη στιγμή.
Η αριθμητική σχετικότητα αναπτύχθηκε για πρώτη φορά στις δεκαετίες του 1960 και του 1970 για να λύσει το ερώτημα του πως συγχωνεύονται οι μαύρες τρύπες και συγκεκριμένα να εξηγήσει την εκπομπή των βαρυτικών κυμάτων. Ενώ η σχετικότητα προέβλεψε την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων, η απόδειξη της μορφής που θα πάρουν αυτά τα κύματα δεν μπορεί να γίνει μόνο με χαρτί και στυλό, όσο καλά κι αν γνωρίζουμε τις εξισώσεις του Einstein.
Σε λίγες εβδομάδες, θα συμπληρωθούν 10 χρόνια από την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, δείχνοντας ότι αυτή η προσέγγιση στη σχετικότητα μπορεί να είναι επιτυχής στην πρόβλεψη των αποτελεσμάτων της σχετικότητας όταν δεν μπορούμε να την λύσουμε με ακρίβεια. Γιατί λοιπόν να μην χρησιμοποιήσουμε αυτήν την προσέγγιση και για άλλα προβλήματα;
«Είμαι πολύ ενθουσιασμένος που χρησιμοποιώ την αριθμητική σχετικότητα για να διερευνήσω πώς ξεκίνησε η Μεγάλη Έκρηξη και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση ορισμένων μακροχρόνιων προβλημάτων στις θεωρίες χορδών», δήλωσε στο ο συν-συγγραφέας καθηγητής Eugene Lim, από το King’s College London.
Η ομάδα έχει στόχο να μελετήσει την ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη και την περίοδο που είναι γνωστή σαν Κοσμικός Πληθωρισμός. Τότε, το σύμπαν διαστελλόταν με απίστευτο ρυθμό!
Η περίοδος πληθωρισμού είναι απαραίτητη για να καταλάβουμε πως το σύμπαν είναι περίπου το ίδιο, σε όποια κατεύθυνση και αν κοιτάξουμε. Χωρίς αυτήν, πολλά πράγματα καταρρέουν στην κατανόησή μας για το Σύμπαν. Όμως ο Κοσμικός Πληθωρισμός έχει ένα πρόβλημα. Δεν έχουμε γνώση για το τι τον προκάλεσε και εδώ είναι που έρχεται να παίξει ρόλο η αριθμητική σχετικότητα.
«Επειδή ο ίδιος ο πληθωρισμός δεν είναι μια πλήρης θεωρία, αλλά μια θεωρία που πρέπει να προκύψει από κάτι πιο θεμελιώδες (σε τεχνικούς όρους, ονομάζουμε πληθωρισμό μια «αποτελεσματική θεωρία»)», εξήγησε ο Lim.
Δήμητρα: Ο νάνος πλανήτης ίσως κάποτε ήταν κατοικήσιμος
Η νέα προσέγγιση έχει δυνατότητες και αυτό αποδείχθηκε στην περίπτωση των βαρυτικών κυμάτων. Οι αριθμητικές λύσεις του κοσμικού πληθωρισμού είναι πολύ πιθανό να αποκαλύψουν συνθήκες και προϋποθέσεις, που αυτά με τη σειρά τους θα μας κατευθύνουν στο να βρούμε πεδία, αλληλεπιδράσεις και ιδιότητες του σύμπαντος, στην περίοδο του Κοσμικού Πληθωρισμού. Αυτή τη στιγμή έχουμε πολλές θεωρίες, όπως την Μεγάλη Αναπήδηση, που λέει πως το σύμπαν διαστέλλεται και συστέλλεται, επιστρέφοντας σε ένα σημείο, που εκρήγνυται ξανά. Αυτές οι θεωρίες υπερβαίνουν κατά πολύ τον χωροχρόνο του Σύμπαντός μας. Εάν αυτές οι υποθέσεις είναι σωστές, ίσως τα στοιχεία που τις υποστηρίζουν, εμφανιστούν στην αριθμητική σχετικότητα.
Η επίλυση της αριθμητικής σχετικότητας όμως δεν είναι καθόλου εύκολη υπόθεση. Αν ήταν εύκολη, πιθανότατα θα το είχαμε κάνει ήδη. Τώρα όμως έχουμε την υπολογιστική ισχύ για να τρέξουμε τους τεράστιους υπολογισμούς που απαιτούνται για ένα τέτοιο έργο. Όλα δείχνουν πως οι υπολογισμοί για αυτό το εγχείρημα έχουν ξεκινήσει ήδη και μάλιστα προχωρούν με γοργούς ρυθμούς.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο 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/.
