近日，梵蒂岡天文臺（Specola Vaticana）兩位天體物理學(xué)者——耶穌會士加布里埃萊·焦恩蒂神父（Gabriele Gionti, S.J.）與馬泰奧·（Matteo Galaverni）——在《歐洲物理雜志C》（European Journal of Physics C）上發(fā)表研究成果，揭示了對重力全新理解的可能性，并指出該成果或?qū)㈤_啟對“理論宇宙”（Universi teorici）的全新探索。

這項(xiàng)研究題為《約爾當(dāng)框架與愛因斯坦框架中的球?qū)ΨQ幾何動力學(xué)》（Spherically symmetric geometrodynamics in Jordan and Einstein frames），副標(biāo)題為《觀看重力的兩副“眼鏡”——當(dāng)數(shù)學(xué)在兩個(gè)宇宙之間架起橋梁》（Due “occhiali” per guardare la gravità – quando la matematica crea un ponte tra due universi），研究內(nèi)容聚焦于宇宙中重力作用的兩種不同數(shù)學(xué)描述方式：即所謂的“約爾當(dāng)框架”（frame di Jordan）與“愛因斯坦框架”（frame di Einstein）。

研究者指出，長期以來，物理學(xué)界對這兩種框架是否等價(jià)存在爭議。焦恩蒂神父與加拉韋爾尼神父通過應(yīng)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腁DM-哈密頓形式主義（formalismo ADM-hamiltoniano）證明，在特定條件下，這兩種框架不僅數(shù)學(xué)上等價(jià)，而且能夠共同生成完整一致的動力學(xué)方程。

更進(jìn)一步，研究強(qiáng)調(diào)了“邊界項(xiàng)”（termini di bordo）在推導(dǎo)動力學(xué)方程中的重要性。兩位神父在接受采訪時(shí)指出：“必須認(rèn)真考慮邊界項(xiàng)，唯有如此，才能得到正確的運(yùn)動方程。此前的研究結(jié)果是不完整的?！蓖ㄟ^這項(xiàng)工作，他們得出了在兩個(gè)框架中都成立的完整且正確的方程組。

然而，研究最具突破性的部分在于“變換的奇異性”（trasformazione singolare）帶來的結(jié)果。當(dāng)在兩個(gè)框架之間使用“規(guī)范變換”（trasformazione canonica）時(shí)，如果該變換是規(guī)則的，兩個(gè)框架保持完全等價(jià)，每一個(gè)在“約爾當(dāng)框架”中的解均對應(yīng)于“愛因斯坦框架”中的一個(gè)解。但一旦該變換變得奇異，數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)便產(chǎn)生異變，生成新的引力解，如黑洞（buchi neri）或“裸奇點(diǎn)”（singolarità nude）等極端天體現(xiàn)象。

正如研究者所言，這一現(xiàn)象不僅意味著數(shù)學(xué)上打破了兩個(gè)框架的等價(jià)性，更是在理論上開啟了“前所未見的全新宇宙圖景”（scenari mai visti prima）。這不僅是純粹技術(shù)性的進(jìn)展，而是一項(xiàng)深刻的認(rèn)知轉(zhuǎn)變：選擇不同的數(shù)學(xué)語言，可能導(dǎo)致我們對現(xiàn)實(shí)本身的理解發(fā)生變化。

此項(xiàng)研究有望深化人類對黑洞、宇宙起源的認(rèn)識，并有助于邁向統(tǒng)一重力與量子力學(xué)的艱難目標(biāo)。

作為天主教會的科研機(jī)構(gòu)，梵蒂岡天文臺自1582年為配合格里高利歷改革（riforma gregoriana del calendario）而設(shè)立，至今已成為全球最古老的在職天文研究機(jī)構(gòu)之一。此次發(fā)現(xiàn)，再次展現(xiàn)了教會在科學(xué)探索中的獨(dú)特貢獻(xiàn)與影響。

來源：意歐視點(diǎn) 等