Двоє вчених із Ватиканської астрономічної обсерваторії виявили, що відповідна мова математики може не лише об’єднати різні описи реальності, але й розкрити нові фізичні світи.
Два образи однієї гравітації
Єзуїт, о.Ґабріеле Джонті та о.Маттео Галаверні виявили, що є два різні способи опису гравітації за наявності так званого скалярного поля: «метод Йордана» і «метод Ейнштейна». Хоча вони виглядають різними, однак за допомогою відповідних математичних інструментів описують одну й ту ж фізику — і навіть можуть привести до відкриття абсолютно нових розв’язань рівнянь Ейнштейна. Відкриття ватиканських дослідників опублікував «Європейський журнал фізики C» (European Physical Journal C).
У чому секрет?
Дослідники використали формалізм Гамільтона ADM (Арновітта – Десера – Мізнера), який дозволяє точно продемонструвати математичну еквівалентність обох описів, — але тільки за певних умов. «Відповідний аналіз граничних умов є ключовим. Тільки з ним ми отримуємо правильні рівняння руху. Попередні результати були неповними», — пишуть священники Джонті й Галаверні. Завдяки співпраці їм вдалося отримати повні та математично узгоджені рівняння в обох системах.
Нові світи — завдяки математиці
Найнесподіваніший ефект виникає, коли перехід між системами стає сингулярним. «Якщо трансформація регулярна — зберігається еквівалентність: кожному рішенню в системі Йордана відповідає одне в системі Ейнштейна. Але якщо трансформація стає сингулярною, виникають нові розв’язання», — пояснюють вчені. Отже, нові розв’язання з’являються в місцях, яких раніше не помічали — наче математика відчиняє двері до невідомих світів.
Такі нові розв’язання можуть означати, наприклад, чорні діри або так звані «голі сингулярності» — явища, яких раніше не спостерігалося у стандартних космологічних моделях. Це показує, що мова математики не лише описує, а й формує те, що ми розуміємо як реальність.
Це відкриття наближає нас до розуміння чорних дір, походження Всесвіту та, можливо, об’єднання гравітації з квантовою механікою.
фінансово.
Щиро дякуємо!
