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天文学家测试了恢复早期宇宙状态的方法

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我使用超级计算机将它应用于 4000 个模拟宇宙 阿特瑞II 在日本国家天文台(NAOJ)。

他们发现,连同新的观测结果,这种方法可以更好地抑制暴胀(暴胀是假设的早期宇宙极其快速地膨胀至少 1078 倍,由暴胀场的真空能量密度的负压引起),是宇宙历史上最神秘的事件之一。 这种方法可以减少区分不同暴胀理论所需的观察时间。

宇宙膨胀模型

就在 13,8 亿年前宇宙诞生之后,它的大小突然在不到万亿万亿分之一微秒的时间内扩大了超过 1 万亿万亿倍,但没有人知道如何或为什么。 这种突然的膨胀是现代天文学最重要的谜团之一。 膨胀应该会引起原始密度波动,这会影响星系发展的分布。 因此,构建星系分布图可以排除与观测数据不匹配的膨胀模型。

超级计算机ATERUI II

然而,膨胀以外的过程也会影响星系的分布,因此很难直接从对宇宙大尺度结构(无数星系的宇宙网)的观测中获得有关膨胀的信息。 特别是星系群在引力影响下的增长可以掩盖原初密度涨落。

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由 NAOJ 和统计数学研究所副教授 Masato Shirasaki 领导的研究小组使用重建方法使时间倒流并消除了大规模结构中的引力效应。 他们使用世界上最快的天文模拟超级计算机 ATERUI II 创建了 4000 个模拟宇宙,并通过引力增长使它们演化。 然后,他们应用这种方法来查看它恢复模拟初始状态的效果如何。 该团队发现他们的方法可以校正引力效应并改善对原始密度波动的限制。

太阳系

“我们发现这种方法非常有效,”白崎说。 “使用这种方法,我们可以使用大约十分之一的数据量来检验通货膨胀理论。 这种方法可以减少未来星系巡天任务所需的观测时间,例如使用 Subaru NAOJ 望远镜进行 SuMIRe。”

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