Astrofizicienii simulează grupuri microscopice din Big Bang

Primele momente ale Universului pot fi reconstituite matematic, deși nu pot fi observate direct. Fizicienii de la universitățile din Göttingen și Auckland (Noua Zeelandă) au îmbunătățit foarte mult capacitatea simulărilor computerizate complexe de a descrie această eră timpurie. Au descoperit că o rețea complexă de structuri se poate forma în primul trilion de secundă după Big Bang. Comportamentul acestor obiecte imită distribuția galaxiilor în Universul actual. Cu toate acestea, spre deosebire de astăzi, aceste structuri primordiale sunt microscopic mici. Grupurile tipice au mase de câteva grame și se adaptează la volume mult mai mici decât particulele elementare actuale. Rezultatele studiului au fost publicate în jurnal Verificarea fizică D.

Simulări ale universului timpuriu

Rezultatele simulării arată creșterea structurilor mici, extrem de dense, la scurt timp după faza de inflație a universului foarte timpuriu. Între stările inițiale și finale ale simulării (respectiv stânga sus și respectiv dreapta), aria afișată s-a extins de până la zece milioane de ori volumul inițial, dar este încă de multe ori mai mică decât interiorul unui proton. Grosimea extinsă situată în partea stângă jos ar avea o masă de aproximativ 20 kg. Credit: Jens Niemeyer, Universitatea din Göttingen

Cercetătorii au putut observa dezvoltarea unor regiuni mai dense, care sunt ținute împreună de propria lor gravitație. „Spațiul fizic reprezentat de simularea noastră s-ar încadra într-un singur proton de un milion de ori”, spune profesorul Jens Niemeyer, șeful Grupului de cosmologie astrofizică de la Universitatea din Göttingen. „Este probabil cea mai mare simulare a celei mai mici zone a Universului care a fost efectuată până în prezent”. Aceste simulări ne permit să calculăm predicții mai exacte despre proprietățile acestor vestigii de la începuturile Universului.

Jens Niemeyer

Profesorul Jens Niemeyer. Credit :: Universitatea din Göttingen

Deși structurile simulate pe computer ar avea o durată de viață foarte scurtă și în cele din urmă ar fi „vaporizate” în particule elementare standard, urmele acestei faze inițiale extreme pot fi detectabile în experimentele viitoare. “Formarea acestor structuri, precum și mișcările și interacțiunile lor, trebuie să fi generat un zgomot de fond de valuri gravitationale„Spune Benedikt Eggemeier, doctorand în grupul Niemeyer și primul autor al studiului.” Cu ajutorul simulărilor noastre, putem calcula puterea acestui semnal de undă gravitațională, care poate fi măsurată în viitor ”.

De asemenea, este de conceput că se pot forma mici găuri negre dacă aceste structuri suferă un colaps fugitiv. Dacă se întâmplă acest lucru, ar putea avea consecințe observabile astăzi sau să facă parte din misterioasa materie întunecată a Universului. „Pe de altă parte”, spune profesorul Easther, „dacă simulările prezic formarea găurilor negre și nu le vedem, vom găsi o nouă modalitate de a testa modele ale universului copiilor”.

Referință: „Formarea halourilor umflate după inflație” de Benedikt Eggemeier, Jens C. Niemeyer și Richard Easther, 22 martie 2021, Verificarea fizică D.
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.063525

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.