Ի՞նչ է եղել Մեծ Պայթյունից առաջ. Գիտնականները նոր մեթոդ են առաջարկել պատասխաններ գտնելու համար

Հին հանելուկի նոր մոտեցում

«Ի՞նչ է եղել Մեծ Պայթյունից առաջ» հարցը մնում է տիեզերաբանության ամենամեծ առեղծվածներից մեկը: Ավանդական մոդելները ենթադրում են, որ Տիեզերքը սկսվել է մոտ 13.8 միլիարդ տարի առաջ սինգուլյարությունից՝ անսահման խտության կետից: Այնուամենայնիվ, Էյնշտեյնի ընդհանուր հարաբերականության տեսության հավասարումների դասական լուծումները հաճախ պարզեցնում են պատկերը՝ ենթադրելով վաղ Տիեզերքի միատեսակություն և իզոտրոպիա: Սա օգնում է հաշվարկներին, բայց չի արտացոլում իրական իրադարձությունների հնարավոր բարդությունը:

«Դուք կարող եք լուծումներ փնտրել «լապտերի տակ», բայց դրանից դուրս՝ խավարում, հավասարումները պարզապես չեն տրվում դասական մեթոդներին: Թվային հարաբերականությունը հնարավորություն է տալիս նայել այնտեղ, ուր նախկինում հնարավոր չէր», — բացատրել է հոդվածի համահեղինակ Յուջին Լիմը Լոնդոնի Թագավորական քոլեջից:

Թվային հարաբերականությունը թույլ է տալիս մոդելավորել բարդ սցենարներ՝ հրաժարվելով պարզեցումներից: Գիտնականներն օգտագործում են հզոր համակարգիչներ՝ գրավիտացիոն և տիեզերաբանական գործընթացները մոդելավորելու համար՝ Մեծ Պայթյունի պահին մոտ պայմաններում, ներառյալ անհամասեռություններն ու անիզոտրոպիան:

Ի՞նչ կարելի է մոդելավորել

Նոր մոտեցումը բացում է մի քանի վարկածներ ուսումնասիրելու հնարավորություններ.

• Տիեզերական ինֆլյացիա. Մեծ Պայթյունից հետո առաջին վայրկյանի ընթացքում Տիեզերքի գերարագ ընդլայնման շրջան: Սիմուլյացիաները կօգնեն հասկանալ, թե ինչպես են անհամասեռություններն ազդել այդ գործընթացի վրա:
• Տիեզերական լարեր. Հիպոթետիկ միաչափ տարածաժամանակային թերություններ, որոնք կարող էին ձևավորվել վաղ Տիեզերքում:
• Բազմատիեզերք. Մեր Տիեզերքի բախումները այլ տիեզերքների հետ՝ բազմատիեզերքի վարկածի շրջանակներում:
• Ցիկլային մոդելներ. Տեսություններ, որոնք ենթադրում են, որ Տիեզերքը անցնում է «մեծ պայթյունների» և «կծկումների» շարք:

Այս սիմուլյացիաները կարող են ցույց տալ, թե արդյոք Տիեզերքը գոյություն է ունեցել որևէ ձևով Մեծ Պայթյունից առաջ, կամ հաստատել ցիկլային մոդելը, որտեղ մեր Տիեզերքը ընդամենը մեկն է անվերջ հաջորդականության մեջ:

Թվային հարաբերականության հաջողությունները

Թվային հարաբերականության մեթոդն արդեն ապացուցել է իր արդյունավետությունը: Օրինակ, այն թույլ է տվել կանխատեսել սև խոռոչների միաձուլումից առաջացող գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանները, ինչը հիմք է հանդիսացել LIGO փորձի համար, որն առաջին անգամ գրանցել է նման ալիքներ 2015 թվականին: Այժմ գիտնականները հույս ունեն կիրառել այս մոտեցումը տիեզերաբանության մեջ՝ Տիեզերքի ծագման մասին հիմնարար հարցերին պատասխանելու համար:

«Նախկինում թվային հարաբերականությունը հաջողությամբ կիրառվել է սև խոռոչների միաձուլումից գրավիտացիոն ալիքների ազդանշանները կանխատեսելու համար, ինչը օգնել է պատրաստել LIGO փորձը: Այժմ հետազոտողները հույս ունեն, որ նույն մոտեցումը ճանապարհ կբացի դեպի այն հասկացողությունը, թե արդյոք Տիեզերքը գոյություն է ունեցել Մեծ Պայթյունից առաջ», — նշվում է հետազոտությունում:

Ինչո՞ւ է սա կարևոր

Մեծ Պայթյունը համարվում է տարածության և ժամանակի սկիզբ, սակայն այն մասին, թե ինչ է եղել մինչև այդ իրադարձությունը, վարկածները մնում են սպեկուլյատիվ: Որոշ տեսություններ ենթադրում են «նախատիեզերքի» կամ քվանտային վիճակի գոյությունը, որից առաջացել է մեր աշխարհը: Թվային սիմուլյացիաները թույլ են տալիս փորձարկել նման գաղափարներ՝ մոդելավորելով ծայրահեղ պայմաններ, որոնք անհասանելի են դիտարկումների համար:

Եթե մեթոդն ապացուցի իր արդյունավետությունը, այն կարող է.

• Հաստատել կամ հերքել Տիեզերքի ցիկլային մոդելները:
• Բացահայտել տիեզերական լարերի կամ այլ էկզոտիկ օբյեկտների հետքեր:
• Հուշումներ տալ բազմատիեզերքի բնույթի մասին:

Հակիրճ…

Գիտնականները առաջարկել են հեղափոխական մոտեցում՝ ուսումնասիրելու, թե ինչ է եղել Մեծ Պայթյունից առաջ, օգտագործելով թվային հարաբերականությունը: Համակարգչային սիմուլյացիաները, որոնք առանց պարզեցումների լուծում են Էյնշտեյնի հավասարումները, թույլ են տալիս մոդելավորել վաղ Տիեզերքի բարդ սցենարներ, ներառյալ ինֆլյացիան, տիեզերական լարերը և բազմատիեզերքը: Living Reviews in Relativity-ում հրապարակված հետազոտությունը հիմնվում է մեթոդի հաջողությունների վրա՝ գրավիտացիոն ալիքների կանխատեսման գործում և բացում է ճանապարհ դեպի մեր Տիեզերքի ծագման հասկացողություն: Այս մոտեցումը կարող է դառնալ տիեզերաբանության ամենամեծ առեղծվածներից մեկի բացահայտման բանալին: