Ватиканська Обсерваторія пропонує нові дослідження Великого вибуху

Vatican News

Двоє дослідників з Ватиканської обсерваторії запропонували радикально нове математичне розуміння початкового моменту Великого вибуху. Вважається, що початковий стан Всесвіту розширився експоненціально (коли швидкість розширення пропорційна значенню самої величини) від стану дуже високої щільності (т. зв. космічна інфляція). Це дивовижне явище можна пояснити, якщо припустити, що закони гравітації на цій ранній стадії набагато складніші, ніж вони описані в загальній теорії відносності Ейнштейна з 1915 року.

Альтернативні теорії гравітації

Були запропоновані різні альтернативні теорії гравітації, в яких ця сила змінюється в просторі та часі. Однією з найбільш вивчених є теорія Бранса-Дікке, наближена до популярної теорії квантової гравітації. Квантова гравітація поєднує загальну теорію відносності Ейнштейна, яка описує поведінку матерії у глобальному масштабі (як скупчення галактик) — з квантовою механікою, яка описує фізику в мікроскопічних масштабах (таких як атомний і субатомний). Проте теорію Бранса-Дікке настільки важко описати математично, що вчені часто переводять її складні рівняння у системи розрахунків, у яких їх набагато легше розв’язувати. У цьому конкретному випадку рівняння перетворюються з більш складної системи Йордана у простішу Ейнштейнову систему.

Нова перспектива

У статті, опублікованій 15 квітня минулого року в престижному часописі Physical Review D, отці Ґабріеле Джіонті та Маттео Ґалаверні з Ватиканської обсерваторії показали, що всупереч думці вчених, системи розрахунків Йордана та Ейнштейна не завжди є математично еквівалентним. Крім того, вони також унаочнили існування ще однієї системи, яка потенційно може бути дуже багатообіцяючою. Фактично, ватиканські дослідники виявили, що, хоча розв’язки за системою Йордана не завжди відповідають схемі Ейнштейна, вони, тим не менш, математично перетворюються із системи Йордана в іншу систему, яка раніше не бралася до уваги. В цій останній існує межа, в якій гравітаційна сила рухається до нескінченності, в той час як швидкість світла наближається до нуля (гравітація Керролла). Ця нова перспектива може спровокувати революцію в нашому розумінні первинного Всесвіту.

Слідами інших католицьких учених

Отримані результати пропонують нову ключову інтерпретацію раніше сформульованих теорій початкової фази експоненціального розширення Всесвіту, зокрема Олексія Старобінського. Крім того, вони могли б сприяти пошуку більш загальної теорії квантової гравітації. Займаючись цим дослідження, о. Джіонті та о. Ґалаверні йдуть по стопах багатьох інших католицьких учених. Згадуючи, наприклад, вклад, здійснений у минулому столітті бельгійським священиком Жоржем Леметром. Працюючи над ідеями Ейнштейна, він розвинув теорію, яка зараз відома як «Теорія великого вибуху». Пізніше ідеї Леметра були підтверджені спостереженнями американського астронома Едвіна Габбла. Таким чином, співвідношення, яке описує швидкість сповільнення галактик, насправді називається «законом Габбла-Леметра».