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天文學家測試恢復早期宇宙狀態的方法

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我使用超級計算機將其應用於 4000 個模擬宇宙 阿特瑞II 在日本國家天文台(NAOJ)。

他們發現,連同新的觀測結果,這種方法可以更好地約束暴脹(暴脹是假設的早期宇宙極快膨脹至少 1078 次,由暴脹場的真空能量密度的負壓引起),宇宙歷史上最神秘的事件之一。 這種方法可以減少區分不同暴脹理論所需的觀察時間。

宇宙膨脹模型

就在 13,8 億年前宇宙剛開始時,它的大小突然在不到萬億分之一微秒的時間內擴大了超過 1 萬億倍,但沒有人知道如何或為什麼。 這種突然的暴脹是現代天文學最重要的謎團之一。 膨脹本應引起原始密度波動,從而影響星係發展的分佈。 因此,構建星系分佈圖可以排除與觀測數據不匹配的暴脹模型。

超級計算機 ATERUI II

然而,暴脹以外的過程也會影響星系的分佈,因此很難直接從對宇宙的大尺度結構(無數星系的宇宙網)的觀測中獲得暴脹信息。 尤其是星系群在重力影響下的增長可以隱藏原始密度波動。

另請閱讀:

由 NAOJ 和統計數學研究所副教授 Masato Shirasaki 領導的一個研究小組使用重建方法使時間倒流並消除了大尺度結構中的引力效應。 他們使用世界上最快的天文學模擬超級計算機 ATERUI II 創建了 4000 個模擬宇宙,並通過引力增長使它們進化。 然後,他們應用這種方法來查看它恢復模擬初始狀態的程度。 研究小組發現,他們的方法可以糾正引力效應並改善對原始密度波動的約束。

太陽系

“我們發現這種方法非常有效,”白崎說。 “使用這種方法,我們可以使用大約十分之一的數據量來檢驗通貨膨脹理論。 這種方法可以減少未來星系調查任務所需的觀測時間,例如使用 Subaru NAOJ 望遠鏡進行 SuMIRe 觀測。”

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