Материалы портала «Научная Россия»

Ученые создают новую компьютерную модель Вселенной на основе Общей теории относительности

Ученые создают новую компьютерную модель Вселенной на основе Общей теории относительности
Сразу две группы ученых принялись за создание виртуальной модели Вселенной, основанной на теории относительности Эйнштейна.

Молодой исследователь Джеймс Мартенс (James Mertens) из университета Кейс Вестерн Резерв (США) и его коллеги пытаются создать подробную виртуальную модель Вселенной — при помощи компьютерного кода, основанного на положениях общей теории относительности Эйнштейна. Независимо от них аналогичную работу провели исследователи из Италии и Великобритании Рита Леви Молтачини (Rita Levi Montalcini) и Элоиза Бентивегна (Eloisa Bentivegna). Первые результаты обеих групп показывают, что качественных различий в расширении Вселенной в разных ее областях, о которых говорили некоторое время назад, по всей видимости, нет. Статьи опубликованы в Physical Review Letters и The Physical Review Part D. коротко о работах сообщается в пресс-релизе Университета Кейс Вестерн Резерв.

Хотя Общая теория относительности Эйнштейна была сформулирована более ста лет тому назад, по словам специалистов, по сей день она остается наиболее удачной концепцией, описывающей гравитацию. Именно благодаря ей до сих пор удается описывать и предсказывать многие явления, происходящие в Солнечной системе и в других областях космоса, а совсем недавно ее блистательно подтвердило наблюдение гравитационных волн.

В прошлом веке физики использовали множество адаптаций и упрощений, чтобы применить теорию Эйнштейна к описанию структуры Вселенной. Во всем мире физики работают над сложными компьютерными кодами, которые бы давали наиболее фундаментальное понимание силы тяжести и ее значения.

Обе группы независимо друг от друга создали программное обеспечение для решения уравнений, которые описывают сложные взаимосвязи между «начинкой» Вселенной и кривизной пространства и времени в миллиардах мест за всю историю Вселенной.

Сравнивая результаты этих численного моделирования, исследователи обнаружили, что приближения не срабатывают.

«Действительно, имеются некоторые аспекты формирования крупной структуры, которые требуют [для своего понимания] полностью общерелятивистского подхода», — сказал Сабино Матарресе, профессор физики и астрономии из университета Падуи (Италия), который не принимал участия в исследованиях.

Такой подход позволит также обеспечить точность и понимание таких вещей, как гравитационные карты линзирования и явление взаимной корреляции между различными наборами космологических данных, добавил он.

Европейская группа обнаружила, что возмущения достигли так называемой «точки разворота» и разрушились гораздо раньше, чем предсказывали прежние модели, основанные на предварительных вычислениях. Сравнивая свою модель с прежней моделью однородного расширения Вселенной, ученые обнаружили локальные отклонения почти на 30%.

Группа из США обнаружила, что неоднородная материя имеет локальные различия в скорости расширения развивающейся Вселенной, отклоняясь от предсказания широко используемого метода приближения.

«Исследователи должны отказаться от некоторых традиционных подходов. Эти работы важны не только потому, что сообщают новые сведения, но и в силу оригинальных вычислительных подходов к застарелым проблемам космологии», — прокомментировал выводы исследования Стюарт Шапиро, профессор физики и астрономии в Университете штата Иллинойс (США).

Обе команды продолжают исследовать проблемы Вселенной, используя теорию относительности и совершенствуя разработанные коды.

Читайте также на портале Научная Россия о самом большом явлении по Вселенной.

вселенная компьютерные модели модель вселенной общая теория относительности

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий