V nejranějších okamžicích velkého třesku zažil vesmír období rychlé expanze známé jako inflace. Tato událost zasadila semena, ze kterých se nakonec staly galaxie a kupy. A nyní nám nedávná sada simulací může ukázat, jak toto spojení fungovalo.
Když byl náš vesmír méně než jednu sekundu starý, zvětšil se o více než bilion, bilionkrát větší za méně než biliontinu biliontiny mikrosekundy. Ta přelomová událost, známý jako inflace , je do značné míry záhadou moderní fyziky. Kromě toho, že jsme si docela jisti, že se to stalo, nevíme, co to spustilo, proč to trvalo tak dlouho, jak to trvalo, nebo jak to skončilo.
Ale účinky inflace lze pozorovat až do současnosti, o více než 13 miliard let později. Je to proto, že inflace změnila mikroskopické kvantové fluktuace na něco trochu většího. Postupem času tyto nepatrné rozdíly v hustotě rostly a rostly a nakonec se staly výchozími body pro hvězdy, galaxie a další největší struktury ve vesmíru .
Takže mapováním uspořádání galaxií ve vesmíru můžeme vidět otisk inflace. Ale propojit moderní mapy s touto ranou epochou je náročný úkol kvůli neuvěřitelnému množství času a veškeré komplikované fyzice (nesouvisející se samotnou inflací), která do té doby zasáhla. A co je nejdůležitější, gravitační interakce mezi galaxiemi zamaskovaly mnohé z původního otisku inflace.
K vyřešení tohoto problému použili vědci superpočítač ATERUI II na japonské národní astronomické observatoři (NAOJ). provádět řadu složitých počítačových simulací . Tyto simulace se pokusily rekonstruovat proces inflace v podstatě „přetočením“ vývoje galaxií.
Pokud víte, jak se galaxie pohybují v čase, můžete tyto znalosti použít k uhodnutí, kde byly v minulosti. Tento proces vymaže některé interakce, které zakryly účinky prvotní inflace.
Vědci vytvořili 4000 simulovaných vesmírů a porovnali je s průzkumy galaxií. Poté mohli vybrat model inflace, který nejlépe vysvětloval data. Tato metoda samozřejmě není dokonalá, ale je účinná.
'Zjistili jsme, že tato metoda je velmi účinná,' řekl vedoucí týmu Masato Shirasaki, odborný asistent na NAOJ a Institutu statistické matematiky. „Pomocí této metody můžeme ověřit inflační teorie se zhruba desetinovým množstvím dat. Tato metoda může zkrátit potřebnou dobu pozorování při nadcházejících misích pro průzkum galaxií, jako je SuMIRe od NAOJ's Subaru Telescope.