Simulare: Cosmologii creează 4.000 de versiuni ale Universului pentru a rezolva misterul Big Bang

Postat la: 24.03.2021 |

Cosmologii încearcă să ajungă la prima clipă de după Big Bang, simulând 4.000 de versiuni ale Universului cu ajutorul unui supercomputer uriaș. Scopul este de a trasa o imagine a consecințelor imediate ale Big Bang-ului, când Universul observabil s-a extins brusc. Prin aplicarea metodei utilizate, cercetătorii speră să ajungă să înțeleagă exact cum ar fi arătat acea perioadă.

„Încercăm să facem ceva de genul să ghicim o fotografie a începutului Universului nostru din ultima imagine", a afirmat autorul studiului, Masato Shirasaki, cosmolog la Observatorul Astronomic Național din Japonia (NAOJ), citat de Live Science. Universul de astăzi prezintă variații ale densității, cu unele zone bogate în galaxii și altele relativ pustii. O ipoteză promițătoare pentru această distribuție inegală a materiei vizibile este că, în momentul Big Bang-ului, existau deja fluctuații cuantice, sau schimbări aleatorii, temporare, ale energiei, în micul univers primordial, a precizat Shirasaki.

Când Universul s-a extins, aceste fluctuații s-ar fi extins și ele, cu puncte mai dense care se întindeau în regiuni cu densitate mai mare decât în împrejurimi. Forțele gravitaționale ar fi interacționat cu aceste filamente întinse, determinând galaxiile să se aglomereze de-a lungul lor. Dar interacțiunile gravitaționale sunt complexe, astfel că încercarea de a derula înapoi această perioadă inflaționistă, pentru a înțelege cum ar fi arătat Universul înainte de Big Bang, reprezintă o mare provocare. În esență, cosmologii trebuie să elimine din ecuație fluctuațiile gravitaționale.

Cercetătorii au dezvoltat o metodă de reconstrucție pentru a face asta. Pentru a afla dacă reconstrucția era exactă a fost necesar să o testeze. Astfel, au folosit supercomputerul ATERUI II al NAOJ pentru a crea 4.000 de versiuni ale Universului, toate cu fluctuații inițiale ale densității ușor diferite. Cercetătorii au permis acestor universuri virtuale să se supună propriilor ceșteri virtuale și apoi le-au aplicat metoda de reconstrucție, pentru a vedea dacă pot fi readuse la punctele lor de început. Rezultatele, publicate în revista Physical Review D, au fost promițătoare.

„Am descoperit că o metodă de reconstrucție poate reduce efectele gravitaționale asupra distribuțiilor observate ale galaxiilor, permițându-ne să extragem informațiile despre condițiile inițiale ale Universului nostru într-un mod eficient", a mai spus Shirasaki. Reconstrucția a mai fost aplicată anterior și pe datele reale despre galaxii, dar noul studiu arată că poate funcționa și asupra perioadei de inflație a Universului. Următorul pas, potrivit lui Shirasaki, este aplicarea reconstrucției asupra observațiilor reale ale rețelei cosmice. Aceste observații au fost deja făcute de un telescop în New Mexico, ca parte a Sloan Digital Sky Survey.