Astrónomos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), con la participación del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), han creado 4.000 universos simulados para reconstruir el estado del Universo temprano, ha informado este miércoles el IAC.
Los investigadores han utilizado la supercomputadora ATERUI II, situada en el observatorio japonés y la más rápida del mundo dedicada a las simulaciones en astronomía, para crear los 4.000 universos simulados, que evolucionaron por medio del crecimiento impulsado por gravedad.
A continuación aplicaron ese método para ver cómo se reconstruía el estado inicial de las simulaciones y hallaron que puede corregir los efectos gravitacionales y mejorar las restricciones sobre las fluctuaciones de densidad primordial, se indica en un comunicado.
De esa forma, los investigadores han podido establecer mejores restricciones a la inflación y acortar el tiempo de observación necesario para distinguir entre varias teorías de este evento, uno de los misterios más importantes de la Astronomía moderna, se indica en este trabajo, publicado en la revista Physical Review D.
El IAC señala que, justo después de que comenzara su existencia hace 13.800 millones de años, el Universo aumentó de repente más de un billón de veces su tamaño en menos de una billonésima de billonésima de microsegundo, pero nadie sabe cómo ni por qué.
Esa repentina inflación debería haber creado fluctuaciones de densidad primordial que habrían afectado a la distribución de las galaxias, y por lo tanto cartografiar la distribución de las galaxias puede descartar modelos de inflación que no coincidan con los datos observados.
Pero hay otros procesos que también afectan a la distribución de las galaxias, lo que dificulta obtener información sobre la inflación de forma directa de las observaciones de las estructuras a gran escala del Universo, la red cósmica compuesta por innumerables galaxias.
En particular, el crecimiento de grupos de galaxias impulsado por la gravedad puede oscurecer las fluctuaciones de la densidad primordial, explica el IAC.
Y por ese motivo, el equipo dirigido por Masato Shirasaki, profesor asistente en el NAOJ y en el Instituto de Matemáticas Estadísticas (ISN, por sus siglas en inglés) de Japón, pensó en aplicar un método de reconstrucción para hacer retroceder el reloj y eliminar los efectos gravitacionales de la estructura a gran escala.
Para ello utilizaron la supercomputadora para crear los universos simulados y después aplicaron el método para ver cómo se reconstruía el estado iniciar de las simulaciones, y encontraron que puede corregir los efectos gravitacionales y mejorar las restricciones sobre las fluctuaciones de densidad primordial.
"Descubrimos que es muy eficaz" y usando este método se pueden verificar las teorías de la inflación con aproximadamente una décima parte de la cantidad de datos, lo que puede acortar el tiempo de observación requerido en próximas misiones de estudio de galaxias, como SuMIRe por el Telescopio Subaru, explica Shirasaki, en el comunicado.
José Rubiño Martín, investigador del IAC, señala que investigan técnicas que permitan dilucidar los mecanismos físicos involucrados en la inflación cósmica, muy cerca del momento de la creación del Universo.
Estas técnicas de reconstrucción son muy importantes para explotar toda la información cósmica contenida en sondeos de galaxias tales como DESI, EUCLID y JPAS, en los que participa el IAC", añade Francisco-Shu Kitaura, investigador del IAC.
