廣義相對論的100年後科學家將用愛因斯坦方程式來塑造宇宙

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albert einstein

今天,在廣義相對論發展後的100年後,我們的電腦最終準備好要使用它的最大能力,好好地塑造宇宙。

美國和歐洲的研究人員各自創造出兩個電腦程式,能夠使用全部的理論,而不僅僅是它的平均版本。 這將允許我們來發現物質團塊的衝擊,以及宇宙整個大結構的縫隙。

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英國樸茨茅斯大學(University of Portsmouth)暨幾項研究之一的共同作者Marco Bruni博士在一份聲明中說:「接下來的10年,我們期待來自下一世代星系巡天(galaxy surveys)的大量新數據。下一世代星系巡天使用極為強有力的天文望遠鏡和衛星,來得到宇宙參數高準確度的測量。」

「為了要符合這個準確度,我們需要理論預測在相同的程度上,不只是要一樣的準確,也要正確。」

來自義大利卡塔尼亞大學(University of Catania)Bruni和Eloisa Bentivegna的論文,發表在物理評論快報(Physical Review Letters)。而美國的研究,來自於俄亥俄州凱斯西儲大學(Case Western Reserve University, Ohio)和凱尼恩學院(Kenyon College, Ohio)將會發表於物理評論D (Physical Review D)

愛因斯坦相對論依然是我們擁有的最好的重力理論,一貫地通過在太陽系高準確度的測驗,以及成功地預測像是在今年初發現重力波的現象。

兩個電腦程式使用10個愛因斯坦場方程式(Field Equation),這些方程式描述重力作用是物質彎曲時空的結果。這些方程式是有名的難解,而被用在物理學的解決方法通常建立在簡易化和假設,像是對稱性(symmetry)。

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美國研究小組的Glenn Starkman教授說:「在過去,沒有人塑造過這問題的完整複雜性。」

「使用廣義相對論所有的方法來塑造宇宙,這些論文是向前行重要的一步。沒有對稱性或是平穩的無根據假設,宇宙不會做出這些假設,我們也不會。」

在廣義相對論的初期,在一顆恆星可以如此大且密集,以致於光無法逃出,一個難以理解的解決方法被發現。雖然它起初被認為是一個不切實際的藉口,這個解決方法是我們今天所稱為的黑洞。利用廣義相對論整體範圍,將引導到對宇宙一個更清楚、更深入的了解。

來源: Iflscience