Kosmologen dringen aan om het eerste moment na de oerknal terug te spoelen door 4.000 exemplaren van het universum op een supercomputer te simuleren.
Het doel is om een beeld te schetsen van de directe nasleep van de oerknal, toen het waarneembare universum plotseling 1 biljoen keer groter werd in de kleinste fractie van een microseconde. Door de methode die in de simulaties wordt gebruikt toe te passen op echte waarnemingen van het universum van vandaag, hopen onderzoekers een nauwkeurig begrip te krijgen van hoe deze inflatoire periode eruitziet.
“We proberen zoiets te doen als het raden van een babyfoto, omdat we van de nieuwste afbeelding zijn”, schreef onderzoeksleider Masato Shiraasaki, een kosmoloog bij het National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), in een e-mail aan WordsSideKick.com.
Onvolledig universum
Het huidige universum vertoont verschillen in dichtheid, waarbij sommige plekken rijk zijn aan sterrenstelsels en andere relatief onvruchtbaar zijn. Een van de veelbelovende hypothesen voor deze ongelijke verdeling van zichtbare materie, zei Shiraasaki, is dat er ten tijde van de oerknal al kwantumfluctuaties waren, of tijdelijke willekeurige veranderingen in energie, in het kleine primitieve universum.
Naarmate het universum zich uitbreidde, werden deze fluctuaties ook groter, met dichtere punten die zich uitstrekten in gebieden met een grotere dichtheid dan de omliggende gebieden. Gravitatiekrachten kunnen interageren met deze langwerpige filamenten, waardoor sterrenstelsels langs hun lengte clusteren.
Maar gravitatie-interacties zijn complex, dus het zou erg moeilijk kunnen zijn om deze periode van inflatie terug te spoelen om te begrijpen hoe het universum eruit zou hebben gezien. Kosmologen moeten in principe de zwaartekrachtfluctuaties uit de vergelijking verwijderen.
Schone start
Onderzoekers hebben hiervoor een reconstructieve methode ontwikkeld. Om te zien of de reconstructie klopte, hadden ze een manier nodig om deze te testen. Dus gebruikten ze NAOJ’s ATERUI II-supercomputer om 4.000 kopieën van het universum te maken, allemaal met iets andere fluctuaties in de elementaire dichtheid. Onderzoekers lieten deze virtuele universums hun eigen virtuele amplificaties ondergaan, en pasten vervolgens een methode toe om ze te reconstrueren, om te zien of ze ze terug konden brengen naar hun oorspronkelijke startpunten.
De resultaten zijn op 4 januari in het tijdschrift gepubliceerd Fysieke beoordeling dHet was veelbelovend.
“We ontdekten dat de reconstructiemethode de effecten van de zwaartekracht op de waargenomen melkwegverdelingen zou kunnen verminderen, waardoor we op een efficiënte manier informatie kunnen extraheren over de initiële condities van ons universum”, aldus Shiraasaki.
Hij voegde eraan toe dat reconstructies al eerder zijn toegepast op gegevens van echte melkwegstelsels, maar de nieuwe studie toont aan dat het ook zou kunnen werken op de periode van de inflatie van het universum. De volgende stap, zei Shiraasaki, is om reconstructies toe te passen op echte waarnemingen van het kosmische web. Deze waarnemingen zijn al gedaan door een telescoop in New Mexico als onderdeel van de Sloan Digital Sky Survey.
Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”