Astrofysikere simulerer mikroskopiske klynger fra Big Bang

De allerførste øjeblikke af universet kan rekonstrueres matematisk, selvom de ikke kan observeres direkte. Fysikere fra universiteterne i Göttingen og Auckland (New Zealand) har i høj grad forbedret komplekse computersimuleringers evne til at beskrive denne tidlige epoke. De opdagede, at et komplekst netværk af strukturer kan dannes i den første trilliontedel af et sekund efter Big Bang. Disse objekters adfærd efterligner fordelingen af ​​galakser i nutidens univers. I modsætning til i dag, imidlertid, disse primordiale strukturer er mikroskopisk små. Typiske klumper har en masse på kun et par gram og passer ind i volumener, der er meget mindre end nutidens elementarpartikler. Resultaterne af undersøgelsen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang D .

Forskerne var i stand til at observere udviklingen af ​​områder med højere tæthed, der holdes sammen af ​​deres egen tyngdekraft. "Det fysiske rum repræsenteret af vores simulering ville passe ind i en enkelt proton en million gange mere, siger professor Jens Niemeyer, leder af Astrophysical Cosmology Group ved universitetet i Göttingen. "Det er formentlig den største simulering af det mindste område af universet, der er blevet udført indtil videre." Disse simuleringer gør det muligt at beregne mere præcise forudsigelser for egenskaberne af disse rester helt fra universets begyndelse.

Selvom de computersimulerede strukturer ville være meget kortlivede og til sidst 'fordampe' til standard elementarpartikler, spor af denne ekstreme tidlige fase kan påvises i fremtidige eksperimenter. "Danningen af ​​sådanne strukturer, såvel som deres bevægelser og interaktioner, skal have genereret en baggrundsstøj af gravitationsbølger, siger Benedikt Eggemeier, en ph.d. studerende i Niemeyers gruppe og førsteforfatter til undersøgelsen. "Ved hjælp af vores simuleringer, vi kan beregne styrken af ​​dette gravitationsbølgesignal, som måske kan måles i fremtiden."

Det er også tænkeligt, at der kan dannes bittesmå sorte huller, hvis disse strukturer undergår løbsk kollaps. Hvis dette sker, kan de have observerbare konsekvenser i dag, eller udgør en del af det mystiske mørke stof i universet. "På den anden side, " siger professor Easther, "Hvis simuleringerne forudsiger dannes sorte huller, og vi ser dem ikke, så vil vi have fundet en ny måde at teste modeller af spædbarnsuniverset på."