Los cosmólogos están presionando el rebobinado en el primer instante después del Big Bang simulando 4.000 versiones del universo en una supercomputadora masiva.

El objetivo es pintar una imagen de las secuelas inmediatas del Big Bang, cuando el universo observable se expandió repentinamente 1 billón de billones de veces en tamaño en la más pequeña franja de un microsegundo. Al aplicar el método utilizado para las simulaciones a las observaciones reales del universo actual, los investigadores esperan llegar a una comprensión precisa de cómo era este período inflacionario.

“Estamos tratando de hacer algo como adivinar una foto de bebé de nuestro universo a partir de la última imagen”, escribió el líder del estudio Masato Shirasaki, cosmólogo del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), en un correo electrónico a Live Science.

Universo irregular

El universo actual muestra variaciones de densidad, con algunas zonas ricas en galaxias y otras relativamente áridas. Una hipótesis prometedora para esta distribución desigual de la materia visible es que, en el momento del Big Bang, ya había fluctuaciones cuánticas, o cambios temporales aleatorios de energía, en el diminuto universo primordial, dijo Shirasaki.

Cuando el universo se expandió, estas fluctuaciones también se habrían expandido, con puntos más densos extendiéndose hacia regiones de mayor densidad que su entorno. Las fuerzas gravitacionales habrían interactuado con estos filamentos estirados, haciendo que las galaxias se agruparan a lo largo de ellos.

Pero las interacciones gravitacionales son complejas, por lo que tratar de rebobinar este período inflacionario para comprender cómo se habría visto el universo antes de él es muy difícil. Los cosmólogos esencialmente necesitan eliminar las fluctuaciones gravitacionales de la ecuación.

Un comienzo limpio

Los investigadores desarrollaron un método de reconstrucción para hacer precisamente eso. Sin embargo, para saber si la reconstrucción era precisa, necesitaban alguna forma de probarla. Así que utilizaron la supercomputadora ATERUI II de NAOJ para crear 4.000 versiones del universo, todas con fluctuaciones de densidad inicial ligeramente diferentes. Los investigadores permitieron que estos universos virtuales se sometieran a sus propias inflaciones virtuales y luego les aplicaron el método de reconstrucción para ver si podía devolverlos a sus puntos de partida originales.

Los resultados, publicados el 4 de enero en la revista Revisión física D, fueron prometedores.

“Encontramos que un método de reconstrucción puede reducir los efectos gravitacionales en las distribuciones de galaxias observadas, permitiéndonos extraer la información de las condiciones iniciales de nuestro universo de una manera eficiente”, dijo Shirasaki.

La reconstrucción se ha aplicado antes a datos de galaxias del mundo real, agregó, pero el nuevo estudio muestra que también puede funcionar en el período de inflación del universo. El siguiente paso, dijo Shirasaki, es aplicar la reconstrucción a observaciones reales de la red cósmica. Esas observaciones ya han sido realizadas por un telescopio en Nuevo México como parte del Sloan Digital Sky Survey.

Fuente: Agencias