Прорив у Гейдельберзі: вчені змоделювали викривлення простору-часу в лабораторних умовах

У 2025 році наукова спільнота стала свідком події, яка остаточно перевела маніпуляції з тканиною простору-часу з суто теоретичних побудов у сферу експериментально підтверджуваних явищ. Дослідники з Гейдельберзького університету, розташованого в Німеччині, оголосили про значний успіх: їм вдалося контролювати просторово-часові параметри всередині штучно створеного, симульованого Всесвіту. Ця фундаментальна робота, деталі якої були опубліковані на сторінках авторитетного наукового видання Nature, відкриває абсолютно нову главу у вивченні глибинних законів космосу.

Суть інноваційного підходу полягала у формуванні гнучкого середовища, придатного для моделювання космологічних процесів. Науковці застосували передові здобутки квантової механіки, зокрема, використали явище, відоме як конденсат Бозе-Ейнштейна. Щоб досягти цього особливого агрегатного стану матерії, знадобилося екстремальне охолодження хмари атомів калію до температур, що максимально наближені до абсолютного нуля. Точніше, йдеться про температуру близько -273,15 °C. У цьому специфічному квантовому режимі частинки починають демонструвати хвильову природу, що дозволило ефективно імітувати викривлення простору-часу.

Цей методологічний стрибок надає безпрецедентні можливості для емпіричної перевірки космологічних теорій, які донедавна існували лише у площині чистої математики. Здатність генерувати та досліджувати кривизну простору-часу в повністю контрольованому лабораторному середовищі дозволяє вченим значно глибше зрозуміти механізми, що лежать в основі зародження та подальшої еволюції нашого Всесвіту. Використання конденсатів Бозе-Ейнштейна для подібного моделювання яскраво підтверджує зростаючу важливість квантових симуляцій у вирішенні складних завдань макроскопічної фізики.

Варто зазначити, що сам конденсат Бозе-Ейнштейна має довгу історію. Його існування було теоретично передбачене ще у 1925 році Альбертом Ейнштейном, який спирався на новаторські праці Шатьєндраната Бозе. Цей стан описує ситуацію, коли бозони, охолоджені до критично низьких температур, переходять у мінімальний квантовий стан. Хоча вперше такий конденсат був отриманий експериментально лише у 1995 році, його потенціал як інструменту моделювання продовжує розкриватися. Наприклад, раніше фізики вже успішно відтворювали інфляційне розширення Всесвіту, використовуючи конденсат атомів натрію-23, спостерігаючи при цьому ефекти, які є аналогічними космологічному червоному зміщенню.

Досягнення, реалізоване в Гейдельберзі у 2025 році, є частиною масштабнішого наукового пошуку, спрямованого на використання атомних конденсатів для симуляції різноманітних космічних явищ. Хоча в опублікованих матеріалах не було розкрито конкретних імен науковців, які брали участь у проєкті, а також точних числових параметрів маніпуляції кривизною, сам факт успішного створення дієвого інструменту для вивчення цих феноменів відкриває справді нові горизонти. Це слугує переконливим доказом того, що навіть найбільш складні та, здавалося б, недоступні для прямого спостереження явища можуть бути відтворені та досліджені завдяки надзвичайно тонкому налаштуванню матерії на квантовому рівні.