A meztelen szingularitás legendája
1997-ben Stephen Hawking látványosan elvesztette egykori fogadását két kollégájával, Kip Thorne-nal és John Preskill-lel szemben. A tét az volt, létezhetnek-e meztelen szingularitások, vagyis olyan szingularitások, amelyeknek nincs eseményhorizontjuk, így akár meg is figyelhetők. Hawking végül beismerte: matematikailag van rájuk esély. A tudományos vita alapját Matthew Choptuik munkája jelentette, aki még 1993-ban az általános relativitáselmélet egyenleteit szuperszámítógépen modellezte, és szigorúan szabályozott kiindulási feltételek mellett igazolta, hogy így valóban előállhatnak efféle furcsa állapotok.
A téridőkristályok kialakulása
Ez a jelenség jól illusztrálható azzal, hogy a fizikában is előfordulhat a víz fagyásához hasonló fázisátmenet: ha az anyagmező egy határhelyzetbe kerül, eldőlhet, hogy szétszóródik, és üres tér marad utána – vagy pedig mikroszkopikus fekete lyuk keletkezik. Ennek a kényes egyensúlynak a tanulmányozása azonban sokáig bizonytalan volt, hiszen még a legjobb szuperszámítógépes szimulációk is csak korlátozott pontosságúak.
Matematika és többdimenziós univerzumok
Noha a modern numerikus módszerek már jóval pontosabbak, az igazi áttörést a mostani kutatásban a hagyományos, „papír-ceruza” alapú analitikus számítások hozták. Egy ügyes matematikai fogással – ha a dimenziók számát felfelé korlátlanul növeljük – jól kezelhető, tömör egyenletekhez jutottak. Bár a valós univerzumban nem 52 dimenzió van, ahol a legpontosabb eredményt kapták, a technika működik egyre kisebb dimenziószámoknál is. Az igazi cél, hogy a numerikus és az analitikus módszerek végre találkozhassanak, ezért a kutatók alacsonyabb dimenziószámok mellett kívánják folytatni a szimulációkat.
Tudományos lehetőségek és a valóság kérdése
Ha sikerülne a két megközelítést összekapcsolni, az megerősítené, hogy a téridőkristályok, a meztelen szingularitások és a mikroszkopikus fekete lyukak lehetőségei matematikailag reálisan leírhatók egy olyan világegyetemben, mint a miénk. Mindez azonban még nem bizonyítaná, hogy ilyen objektumok valóban léteznek is – bár úgy tűnik, Hawking egykori megbánása minden korábbinál indokoltabb.
