爱因斯坦的不可能神话广义相对论的复杂性使得数值相对论的道路变得极为艰难。为了处理像黑洞并合这样的问题,科学家们必须同时求解10个相互交织在一起的方程,而即使仅仅算几步就会牵涉到方程中的好几百项。这就像是在龙卷风的中心做代数和微积分一样。
因此做为第一步,科学家们必须要想办法把广义相对论的方程转化成计算机可处理的形式。最初的尝试可以追溯到上个世纪70年代,堪称是一部数值相对论的史诗。
[图片说明]:计算机模拟显示,黑洞并合阶段会释放出大量的引力波。版权:NASA。
最初科学家们的努力都集中在两个黑洞的直接迎头碰撞上。虽然当时的计算很粗糙,但是却为未来的进展打下了基础。为了取得真正的突破,科学家们开始摸索如何在计算机上模拟爱因斯坦的四维时空,并且使得这些模拟即使是在最复杂的条件下也依然能成立。
在广义相对论中,时间和空间从一开始就是互相纠缠在一起的。时空中的所有物体,包括你、我,都是四维的。我们每个人除了都占据了三维的空间,同时还有第四维的时间。这意味着每个人的一生都会在四维的时空中画出一条轨迹。黑洞也不例外。