Цикличная Вселенная: может ли суперкомпьютер объяснить рождение мира
Можно ли узнать, что было до Большого взрыва? Долгое время этот вопрос считался "ненаучным". Но новое исследование космологов предлагает иной путь — использовать численное моделирование общей теории относительности Эйнштейна.
Юджин Лим из Королевского колледжа Лондона, Кэти Клаф из Университета королевы Марии и Хосу Ауррекоэчеа из Оксфорда опубликовали в июне 2025 года обзор в Living Reviews in Relativity.
Учёные убеждены: численная теория относительности должна занять центральное место в космологии. Она открывает возможность моделировать экстремальные ситуации, где привычные упрощения перестают работать — например, при сингулярностях, чёрных дырах или в условиях ранней Вселенной.
Традиционный подход предполагает, что Вселенная однородна и одинакова во всех направлениях. Это удобно, но вряд ли справедливо для эпохи Большого взрыва.
"Вы можете искать вокруг фонарного столба, но не сможете уйти дальше во тьму — слишком сложно решить уравнения, численная теория относительности позволяет исследовать области за пределами фонарного столба". — объясняет Лим.
Метод появился ещё в 60-х для описания столкновений чёрных дыр и стал основой открытия гравитационных волн. Сегодня его хотят применить к загадкам инфляции — кратковременного расширения, сделавшего Вселенную такой, какой мы её знаем.
В отличие от классических моделей, численное моделирование способно рассматривать совсем иные начальные условия, не требуя жёстких симметрий.
Перспективы впечатляют: от поиска гравитационных волн от гипотетических космических струн до следов столкновений с другими вселенными. Более того, метод может помочь проверить идеи о цикличной Вселенной, где взрывы сменяются сжатиями.
Для этого нужны суперкомпьютеры, но по мере развития технологий границы будут сдвигаться.
"Мы надеемся, что космология и численная теория относительности будут идти рука об руку", — говорит Лим.
Уточнения
Большо́й взрыв – это физическая теория, описывающая, как Вселенная расширялась из начального состояния высокой плотности и температуры. Различные космологические модели, основанные на концепции Большого взрыва, объясняют широкий спектр явлений, включая обилие легких элементов, космическое микроволновое фоновое излучение и крупномасштабную структуру Вселенной.
О́бщая тео́рия относи́тельности (ОТО; нем. allgemeine Relativitätstheorie) — общепринятая в настоящее время теория тяготения, описывающая тяготение как проявление геометрии пространства-времени. Предложена Альбертом Эйнштейном 25 ноября 1915 года.