Nei primissimi momenti del big bang, l'universo conobbe un periodo di rapida espansione noto come inflazione. Quell'evento ha piantato i semi che alla fine sarebbero diventati galassie e ammassi. E ora, una recente serie di simulazioni è in grado di mostrarci come funzionava quella connessione.
Quando il nostro universo aveva meno di un secondo, è cresciuto di più di un trilione, trilione di volte in meno di un trilionesimo di trilionesimo di microsecondo. Quell'evento epocale, noto come inflazione , è in gran parte un mistero per la fisica moderna. Oltre ad essere abbastanza sicuri che sia successo, non sappiamo cosa l'abbia innescato, cosa l'abbia fatto durare tanto a lungo o come sia finito.
Ma gli effetti dell'inflazione possono essere visti fino ai giorni nostri, più di 13 miliardi di anni dopo. Questo perché l'inflazione ha trasformato le fluttuazioni quantistiche microscopiche in qualcosa di un po' più grande. Nel corso del tempo, quelle minuscole differenze di densità sono cresciute e sono cresciute, fino a diventare i punti di partenza per stelle, galassie e le strutture più grandi dell'universo .
Quindi, mappando la disposizione delle galassie nell'universo, possiamo vedere l'impronta digitale dell'inflazione. Ma collegare le mappe moderne a quella prima epoca è un compito impegnativo, a causa dell'incredibile quantità di tempo e di tutta la fisica complicata (non correlata all'inflazione stessa) che è intervenuta in quel periodo. Ancora più importante, le interazioni gravitazionali tra le galassie hanno mascherato molto l'impronta originale dell'inflazione.
Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno utilizzato il supercomputer ATERUI II presso l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per eseguire una serie di complesse simulazioni al computer . Queste simulazioni hanno tentato di ricostruire il processo di inflazione, essenzialmente, 'riavvolgendo' l'evoluzione delle galassie.
Se sai come si muovono le galassie nel tempo, puoi usare quella conoscenza per indovinare dove si trovavano in passato. Questo processo cancella alcune delle interazioni che hanno oscurato gli effetti dell'inflazione primordiale.
I ricercatori hanno creato 4.000 universi simulati e li hanno confrontati con i rilevamenti delle galassie. Potrebbero quindi scegliere il modello di inflazione che meglio spiegava i dati. Questo metodo non è perfetto, ovviamente, ma è potente.
'Abbiamo scoperto che questo metodo è molto efficace', ha affermato il team leader Masato Shirasaki, assistente professore presso la NAOJ e l'Istituto di matematica statistica. “Utilizzando questo metodo, possiamo verificare le teorie dell'inflazione con circa un decimo della quantità di dati. Questo metodo può ridurre il tempo di osservazione richiesto nelle prossime missioni di rilevamento della galassia come SuMIRe del Subaru Telescope di NAOJ.