Ο υπερυπολογιστής κοιτάζει πίσω το κοσμικό ρολόι

Σχήμα 1: Σχηματικό διάγραμμα της εξέλιξης του σύμπαντος από τον πληθωρισμό (αριστερά) στο παρόν (δεξιά). Η μέθοδος ανοικοδόμησης επιστρέφει στην εξέλιξη από τα δεξιά προς τα αριστερά σε αυτήν την εικόνα για να αναπαραγάγει τις διακυμάνσεις της αρχέγονης πυκνότητας από την τρέχουσα κατανομή των γαλαξιών. Πίστωση: Ινστιτούτο Στατιστικών Μαθηματικών

Οι αστρονόμοι έχουν δοκιμάσει μια μέθοδο ανακατασκευής της κατάστασης του πρώιμου σύμπαντος εφαρμόζοντας την σε 4.000 προσομοιωμένα σύμπαντα χρησιμοποιώντας τον υπερυπολογιστή ATERUI II στο Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας (NAOJ). Διαπίστωσαν ότι με νέες παρατηρήσεις, η μέθοδος μπορεί να θέσει καλύτερους περιορισμούς στον πληθωρισμό, ένα από τα πιο αινιγματικά γεγονότα στην ιστορία του σύμπαντος. Η μέθοδος μπορεί να συντομεύσει το χρόνο παρατήρησης που απαιτείται για τη διάκριση μεταξύ των διαφόρων θεωριών του πληθωρισμού.


Αμέσως μετά το σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, ξαφνικά μεγάλωσε πάνω από 1 τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια φορές σε μέγεθος σε λιγότερο από ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια μικροδευτερόλεπτα, αλλά κανείς δεν ξέρει πώς ούτε γιατί. Αυτό ξαφνικά πληθωρισμός είναι ένα από τα πιο σημαντικά μυστήρια στη σύγχρονη αστρονομία. Ο πληθωρισμός θα έπρεπε να είχε δημιουργήσει διακυμάνσεις αρχέγονης πυκνότητας που θα είχαν επηρεάσει την κατανομή της ανάπτυξης γαλαξιών. Έτσι, χαρτογραφήστε τη διανομή του γαλαξίες μπορεί να αποκλείσει μοντέλα πληθωρισμού που δεν ταιριάζουν με τα παρατηρούμενα δεδομένα.

Ωστόσο, άλλες διαδικασίες εκτός από τον πληθωρισμό επηρεάζουν επίσης την κατανομή των γαλαξιών, καθιστώντας δύσκολη τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τον πληθωρισμό απευθείας από παρατηρήσεις της μεγάλης κλίμακας δομής του γαλαξία. σύμπαν, το κοσμικό δίκτυο που περιλαμβάνει αμέτρητους γαλαξίες. Συγκεκριμένα, η βαρυτική ανάπτυξη ομάδων γαλαξιών μπορεί να καλύψει τις διακυμάνσεις της αρχέγονης πυκνότητας.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Masato Shirasaki, επίκουρο καθηγητή στο NAOJ και το Ινστιτούτο Στατιστικών Μαθηματικών, εφάρμοσε μια μέθοδο ανασυγκρότησης για να επιστρέψει στο χρόνο και να αφαιρέσει τα βαρυτικά αποτελέσματα της μεγάλης κλίμακας δομής. Χρησιμοποίησαν το ATERUI II, τον ταχύτερο υπερυπολογιστή στον κόσμο αφιερωμένο σε αστρονομικές προσομοιώσεις, για να δημιουργήσουν 4.000 προσομοιωμένα σύμπαντα και να τα εξελίξουν μέσω της βαρυτικής ανάπτυξης. Στη συνέχεια εφάρμοσαν αυτήν τη μέθοδο για να δουν πόσο καλά αναδόμησε την αρχική κατάσταση των προσομοιώσεων. Η ομάδα διαπίστωσε ότι η μέθοδος τους μπορεί να διορθώσει τα βαρυτικά αποτελέσματα και να βελτιώσει τους περιορισμούς στις διακυμάνσεις της αρχέγονης πυκνότητας.

«Βρήκαμε ότι αυτή η μέθοδος ήταν πολύ αποτελεσματική», λέει ο Shirasaki. “Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, μπορούμε να επαληθεύσουμε τις θεωρίες πληθωρισμού με περίπου το ένα δέκατο του όγκου των δεδομένων. Αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει το χρόνο παρατήρησης που απαιτείται σε μελλοντικές αποστολές γαλαξιών όπως το SuMIRe από το τηλεσκόπιο. Subaru από το NAOJ.”

Αυτά τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν ως Masato Shirasaki et. Al. “Περιορίζοντας την αρχέγονη μη Γκαουσιανότητα με το διφασικό φάσμα του γαλαξία μετά την ανασυγκρότηση στον χώρο Redshift”, στο Φυσική εξέταση Δ 4 Ιανουαρίου 2021.


Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες και η αναζήτηση σκοτεινής ύλης στο multiverse


Περισσότερες πληροφορίες:
Οι Masato Shirasaki et al. Περιορισμός της αρχέγονης μη Γαουσιανίας με το διφασικό φάσμα του γαλαξία μετά την ανασυγκρότηση σε ερυθρό χώρο, Φυσική εξέταση Δ (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.023506

Παρέχεται από το Κέντρο Υπολογιστικής Αστροφυσικής

Παραθέτω, αναφορά: Το Supercomputer Returns Cosmic Clock (2021, 16 Φεβρουαρίου) ανακτήθηκε στις 16 Φεβρουαρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-02-supercomputer-cosmic-clock.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για πληροφορίες.

READ  Τα μπερδεμένα άτομα κάνουν το ατομικό ρολόι ακόμα πιο ακριβές

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *