Astrônomos testaram um método para reconstruir o estado do universo primordial, aplicando-o a 4000 universos simulados usando o supercomputador ATERUI II do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). Eles descobriram que, junto com novas observações, o método pode definir melhores restrições à inflação, um dos eventos mais enigmáticos da história do universo. O método pode encurtar o tempo de observação necessário para distinguir entre várias teorias de inflação.
Logo depois que o universo passou a existir 13,8 bilhões de anos atrás, ele repentinamente aumentou mais de 1 trilhão de trilhões de vezes em tamanho em menos de um trilionésimo de um trilionésimo de microssegundo, mas ninguém sabe como ou por quê. Essa inflação repentina é um dos mistérios mais importantes da astronomia moderna. A inflação deveria ter criado flutuações de densidade primordiais que teriam afetado a distribuição do desenvolvimento da galáxia. Assim, mapear a distribuição de galáxias pode descartar modelos de inflação que não correspondem aos dados observados.
No entanto, outros processos além da inflação também afetam a distribuição das galáxias, tornando difícil derivar informações sobre a inflação diretamente de observações da estrutura em grande escala do universo, a teia cósmica que compreende inúmeras galáxias. Em particular, o crescimento de grupos de galáxias impulsionado pela gravidade pode obscurecer as flutuações de densidade primordial.
Uma equipe de pesquisa liderada por Masato Shirasaki, professor assistente do NAOJ e do Instituto de Matemática Estatística, aplicou um método de reconstrução para voltar no tempo e remover os efeitos gravitacionais da estrutura em grande escala. Eles usaram o ATERUI II, o supercomputador mais rápido do mundo dedicado a simulações de astronomia, para criar 4.000 universos simulados e evoluí-los por meio do crescimento impulsionado pela gravidade. Eles então aplicaram este método para ver como ele reconstruiu bem o estado inicial das simulações. A equipe descobriu que seu método pode corrigir os efeitos gravitacionais e melhorar as restrições nas flutuações de densidade primordial.
“Descobrimos que esse método é muito eficaz”, diz Shirasaki. “Usando este método, podemos verificar as teorias da inflação com cerca de um décimo da quantidade de dados. Este método pode encurtar o tempo de observação necessário nas próximas missões de pesquisa de galáxias, como o SuMIRe pelo telescópio Subaru da NAOJ.”
Esses resultados apareceram como Masato Shirasaki et. al. “Constraining Primordial Non-Gaussianity with Post-reconstructed Galaxy Bispectrum in Redshift Space”, in Physical Review D em 4 de janeiro de 2021.
Publicado em 22/02/2021 09h45
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