Космологи из Университета Кейс Вестерн Резерв в США и Катанийского университета в Италии создали точную модель эволюции Вселенной с помощью суперкомпьютера. Новая симуляция подтвердила, что расширение космоса с ускорением не является погрешностью старых моделей, а происходит под действием темной энергии. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
По словам ученых, исследование помогает решить спор о точности упрощенного моделирования. Общая теория относительности Эйнштейна объясняет гравитацию как искривление пространства-времени. Согласно уравнениям, гравитация может быть достаточной, чтобы замкнуть Вселенную, иными словами, сжать ее. В другом случае, Вселенная будет расширяться вечно.
Однако решение уравнений Эйнштейна в масштабе всего мироздания было бы невозможным без упрощений. Например, раньше ученые предполагали, что материя равномерно распределена во всем космическом пространстве, а не концентрируется в виде галактик. Сейчас космологи моделируют развитие Вселенной, начиная с небольших областей, в которых под действием гравитации образуются плотные структуры. При этом в больших масштабах Вселенная остается однородной.
Некоторые ученые полагают, что подобные допущения могли привести к появлению ошибочных гипотез, например, что Вселенная расширяется с ускорением под действием темной энергии.
В новом исследовании космологи решили свести допущения об однородности Вселенной к минимуму. Ученые с помощью суперкомпьютеров смоделировали расширение ранней Вселенной, когда материя начинала концентрироваться в сгустки, деформируя пространство вокруг себя и оставляя разреженные области.
С помощью симуляции удалось выяснить, что области с высокой плотностью не влияют значительно на расширение Вселенной, и таким эффектом можно будет пренебречь в будущих вычислениях. Ученые полагают, что новый метод не изменит устоявшиеся взгляды на эволюцию космоса. Однако работа поможет пролить свет на ранние стадии Большого взрыва и распространение в пространстве таких элементарных частиц, как нейтрино.
Темная энергия представляет собой гипотетическую энергию, которая введена в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого расширения с ускорением.
