На этой иллюстрации показана эволюция Вселенной, от Большого Взрыва слева до современности справа. Авторы и права: NASA.
Астрономы протестировали метод реконструкции состояния ранней Вселенной, применив его к 4000 Вселенных, смоделированных с помощью суперкомпьютера ATERUI II в Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ). Они обнаружили, что вместе с новыми наблюдениями этот метод может помочь лучше понять инфляцию, одно из самых загадочных явлений в истории Вселенной. Этот метод может сократить время наблюдения, необходимое для проверки различных теорий инфляции.
Сразу после того, как Вселенная возникла 13,8 миллиарда лет назад, она внезапно увеличилась в размере более чем в 1 триллион триллионов раз менее чем за триллионную триллионную долю микросекунды, но никто не знает, как и почему. Эта внезапная инфляция – одна из самых важных загадок современной астрономии. Инфляция должна была вызвать первичные флуктуации плотности, которые повлияли бы на распределение развития галактик. Таким образом, картографирование распределения галактик может исключить модели инфляции, которые не соответствуют наблюдаемым данным.
Однако другие процессы, помимо инфляции, также влияют на распределение галактик, затрудняя получение информации об инфляции непосредственно из наблюдений за крупномасштабной структурой Вселенной, космической паутиной, состоящей из бесчисленных галактик. В частности, рост групп галактик под действием гравитации может скрыть первичные флуктуации плотности.
Группа исследователей во главе с Масато Ширасаки, доцентом NAOJ и Института статистической математики, применила метод реконструкции, чтобы повернуть время вспять и устранить гравитационные эффекты в крупномасштабной структуре. Они использовали ATERUI II, самый быстрый суперкомпьютер в мире, предназначенный для моделирования астрономии, чтобы создать 4000 моделей Вселенной и развить их за счёт роста под действием гравитации. Затем они применили этот метод, чтобы увидеть, насколько хорошо он восстанавливает начальное состояние моделирования. Команда обнаружила, что их метод может исправить гравитационные эффекты и улучшить ограничения на первичные флуктуации плотности.
“Мы обнаружили, что этот метод очень эффективен”, – сказал Ширасаки. “Используя этот метод, мы можем проверить теории инфляции, используя примерно одну десятую объёма данных. Этот метод может сократить необходимое время наблюдений в предстоящих миссиях по исследованию галактик, таких как SuMIRe”.
Результаты исследования были представлены в статье, опубликованной в журнале Physical Review D 4 января 2021 г.
Источник: universetoday.ru
