• Gio. Feb 25th, 2021

SCIENZA & DINTORNI

Blog di divulgazione storica e scientifica

Un team di astronomi giapponesi per riuscire a risalire allo stato dell’universo primordiale ha analizzato, attraverso l’utilizzo di 4.000 universi simulati, un metodo di ricostruzione innovativo. Il metodo utilizzato dal team si è rilevato fin da subito molto efficace, e anche in grado di porre dei vincoli alle fluttuazioni primordiali della densità di materia, diminuendo così il tempo di osservazione necessario per poter distinguere tra le varie teorie inflazionistiche.

Il team di astronomi ha effettuato dei test sul metodo ideato per poter ricostruire lo stato dell’universo primordiale, applicandolo direttamente ad una simulazione di quattromila universi. Quest’ultimi sono stati ricreati attraverso il super-computer Aterui II dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, il Naoj.

I ricercatori hanno scoperto che, insieme a nuove osservazioni, il loro metodo può stabilire migliori vincoli all’inflazione, uno degli eventi più enigmatici nella storia dell’universo. Il metodo, in particolar modo, riesce a diminuire il tempo di osservazione necessario per poter distinguere tra le varie teorie inflazionistiche.

La dimensione dell’universo conosciuto subito dopo la sua nascita, che è avvenuta circa 13,8 miliardi di anni fa, è aumentata in maniera improvvisa arrivando ad aumentare oltre un miliardo di miliardi di miliardi di volte, in poco meno di un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di millisecondo. La questione è che nessuno fino ad oggi è riuscito a dare una spiegazione su come sia accaduto.

L’improvvisa inflazione dell’universo è uno dei misteri più appassionanti dell’astronomia moderna. Molti pensano che la sua espansione abbia causato una fluttuazione primordiale nella densità della materia, un fattore che potrebbe aver influito sulla collocazione delle galassie.

Per questa ragione una mappatura della distribuzione delle galassie potrebbe eliminare dei modelli di inflazione che non collimano con i dati che sono stati analizzati.

Oltre all’inflazione della galassie esistono anche altri fattori che possono influire sulla distribuzione delle galassie, che possono creare delle difficoltà nel riuscire a ricavare delle informazioni sull’inflazione eseguita direttamente attraverso le osservazioni della struttura su larga scala dell’universo. Quest’ultima è conosciuta come cosmic web, ossia la rete cosmica che è formata dalle galassie e dal gas.

La crescita trasportata dalla gravità di gruppi di galassie, in particolar modo, riesce a nascondere le fluttuazioni di densità primordiali.

Il team di ricerca giapponese, guidato da Masato Shirasaki, della Naoj, ha ideato un modo per poter applicare un “metodo di ricostruzione”, così da riuscire a tornare indietro nel tempo e eliminare gli effetti gravitazionali dalla struttura su larga scala.

Gli astronomi, grazie a Aterui II, uno dei super-computer più veloci in tutti il mondo che viene utilizzato unicamente per le simulazioni astronomiche, hanno elaborato una simulazione di 4000 universi. Successivamente li hanno fatti evolvere utilizzando un’espansione guidata dalla gravità.

Gli astronomi hanno poi applicato il metodo da loro ideato per verificare quanto fosse esatta la loro ricostruzione dello stato iniziale delle simulazioni. In questo modo il team di astronomi ha avuto la conferma che il loro metodo riesce a correggere gli effetti gravitazionali e può migliorare i vincoli sulle fluttuazioni primordiali della densità.

Masato Shirasaki, conclude affermando che: “Abbiamo scoperto che questo metodo è molto efficace. Utilizzandolo, siamo in grado di verificare le teorie sull’inflazione con circa un decimo della quantità di dati, riducendo così il tempo di osservazione richiesto nelle prossime missioni di rilevamento galattico, come nel caso di Sumire del telescopio Subaru di Naoj”.

Per saperne di più:

Physical Review D l’articolo “Constraining primordial non-Gaussianity with postreconstructed galaxy bispectrum in redshift space” di Masato Shirasaki, Naonori S. Sugiyama, Ryuichi Takahashi, and Francisco-Shu Kitaura

Fonte:

https://www-media-inaf-it.cdn.ampproject.org/v/s/www.media.inaf.it/2021/02/16/quattromila-universi-simulazione/amp/?amp_js_v=a6&amp_gsa=1&usqp=mq331AQFKAGwASA%3D&fbclid=IwAR3zSxFYf4vlj_XrrYnjOMK8RV8xV_tZ7Jpi7rcmvt40h35lDET-SqrlOeE#aoh=16135510459454&csi=0&referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com&amp_tf=Da%20%251%24s&ampshare=https%3A%2F%2Fwww.media.inaf.it%2F2021%2F02%2F16%2Fquattromila-universi-simulazione%2F

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

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