První okamžiky vesmíru lze rekonstruovat matematicky, i když je nelze přímo pozorovat. Fyzici na univerzitách v Göttingenu a Aucklandu (Nový Zéland) výrazně zlepšili schopnost komplexních počítačových simulací popsat tuto ranou dobu. Zjistili, že složitá síť struktur se může vytvořit za první biliontinu sekundy Velký třesk. Chování těchto objektů napodobuje distribuci galaxií ve vesmíru dnes. Na rozdíl od současnosti jsou však tyto původní struktury mikroskopické. Typické shluky mají hmotnost jen několik gramů a zapadají do objemů, které jsou mnohem menší než dnešní elementární částice. Výsledky studie byly publikovány v časopise Fyzikální vyšetření D..
Výsledky simulace ukazují růst drobných, extrémně hustých struktur velmi brzy po inflační fázi velmi raného vesmíru. Mezi počátečním a konečným stavem v simulaci (vlevo nahoře nebo vpravo) se zobrazená plocha zvětšila na deset milionůkrát oproti původnímu objemu, ale stále je mnohokrát menší než vnitřek protonu. Zvětšená hrudka vlevo dole by měla hmotnost asi 20 kg. Fotografický kredit: Jens Niemeyer, univerzita v Göttingenu
Vědci byli schopni pozorovat vývoj oblastí s vyšší hustotou držených pohromadě vlastní gravitací. „Fyzický prostor představovaný naší simulací by se milionkrát vešel do jediného protonu,“ říká profesor Jens Niemeyer, vedoucí skupiny astrofyzikální kosmologie na univerzitě v Göttingenu. „Je to pravděpodobně největší simulace nejmenší oblasti ve vesmíru, která byla dosud provedena.“ Tyto simulace umožňují vypočítat přesnější předpovědi vlastností těchto pozůstatků od počátků vesmíru.
Profesor Jens Niemeyer. Zápočet :: Univerzita v Göttingenu
Ačkoli by počítačově simulované struktury byly velmi krátkodobé a nakonec by se „vypařily“ do standardních elementárních částic, stopy této extrémně rané fáze by mohly být v budoucích experimentech zjistitelné. “Tvorba takových struktur, jakož i jejich pohyby a interakce musely generovat hluk pozadí.” Gravitační vlny“, Říká Benedikt Eggemeier, doktorand ve skupině Niemeyer a první autor studie. „S pomocí našich simulací můžeme vypočítat sílu signálu této gravitační vlny, která by mohla být v budoucnu měřitelná.“
Je také možné, že by se mohly vytvořit malé černé díry, kdyby se tyto struktury vymkly z rukou. Pokud ano, mohly by mít dnes pozorovatelné důsledky nebo by mohly být součástí tajemné temné hmoty ve vesmíru. „Na druhou stranu,“ říká profesor Easther, „pokud simulace předpovídají vznik černé díry a my je nevidíme, našli jsme nový způsob testování modelů dětského vesmíru.“
Odkaz: „Tvorba inflatonských halo po inflaci“ Benedikta Eggemeiera, Jense C. Niemeyera a Richarda Easthera, 22. března 2021, Fyzikální vyšetření D..
DOI: 10.1103 / PhysRevD.103.063525