Британські вчені дослідили, що відбувалося з космосом до моменту Великого вибуху

Група британських науковців запропонувала новий підхід до вивчення найзагадковіших моментів історії Всесвіту — зокрема того, що могло відбуватися до Великого вибуху. Космолог Євген Лім із Королівського коледжу Лондона разом з астрофізикинями Кеті Клаф з Лондонського університету імені королеви Марії та Хосу Ауррекоечеа з Оксфорду опублікували роботу в журналі Liv­ing Reviews in Rel­a­tiv­i­ty. Вони вважають, що ключем може стати чисельна відносність — метод комп’ютерного моделювання, який дозволяє наближено розв’язувати рівняння Ейнштейна в екстремальних умовах.

Рівняння загальної відносності описують гравітацію та рух космічних тіл, але за умов надщільності й високих температур — наприклад, під час Великого вибуху чи всередині чорних дір — вони перестають працювати. Традиційно космологи спрощують задачу, вважаючи, що Всесвіт є однорідним та ізотропним. Це справді добре описує космос сьогодні, але не обов’язково відображає його початковий стан. На думку Ліма, саме чисельна відносність дає змогу вийти за межі стандартних припущень.

Ідею застосування цього підходу вперше обговорювали ще у 1960–1970‑х роках, зокрема для моделювання зіткнень чорних дір і пошуку гравітаційних хвиль. Лише у 2005 році вдалося отримати перші точні результати, що підтвердили його ефективність. Тепер науковці прагнуть використати його для вирішення космологічних головоломок: від природи інфляції раннього Всесвіту до можливих «відбитків» зіткнень нашого космосу з іншими.

Серед найцікавіших перспектив — перевірка ідей про космічні струни, гіпотетичні «шрами» у просторі-часі, які могли б залишати характерні сліди гравітаційних хвиль. Також метод може допомогти з’ясувати, чи можливий сценарій «циклічного Всесвіту», який народжується знову після кожного Великого вибуху та «великого стискання». Лім підкреслює, що ці завдання майже неможливо розв’язати аналітично, але чисельне моделювання робить їх доступнішими.

Подібні симуляції потребують обчислювальних потужностей суперкомп’ютерів, але з розвитком технологій їхня точність і масштабність постійно зростають. Автори нової роботи сподіваються, що їхні методи сприятимуть об’єднанню двох напрямів — космології та чисельної відносності — й допоможуть науковцям з різних галузей спільно шукати відповіді на питання, які раніше здавалися недосяжними.