Spolupracujúci astrofyzici z Univerzity Georga Augusta v Göttingene a univerzity v Aucklande vypracovali spoločnú, veľmi komplexnú simuláciu priestoru, pomocou ktorej objavili najstaršie štruktúry vo vesmíre. Tieto podivné hrudky inflácií držali pohromade vďaka vlastnej gravitácii a existovali len na zlomok sekundy po veľkom tresku, informuje Space.

Komplexná počítačová simulácia vedcov prekvapila

Prvé momenty univerza priamo skúmať nedokážeme, dokážeme ich však pozorovať v teoretickej, matematickej rovine. Projekt nemeckých a novozélandských vedcov však priniesol zásadný posun v komplexnej simulácii, ktorá im umožnila lepšie preskúmať vývoj regiónov, ktoré držia pohromade vplyvom vlastnej gravitácie. Celý simulovaný priestor by sa pritom vošiel do jediného protónu až miliónkrát.

M. WEISS / CENTER FOR ASTROPHYSICS | HARVARD & SMITHSONIAN

Podľa profesora Jensa Niemeyera ide o najväčšiu simuláciu najmenšieho priestoru, aká bola kedy vykonaná a vedcom pomôže vypočítať lepšie predikcie vlastností týchto pozostatkov minulosti. Tento miniatúrny priestor pritom mohol vážiť až 20 kg, píše ScienceAlert. Štruktúry vo vesmíre, ktoré simulácia ukázala, potvrdili jednoduchý teoretický model starý takmer 40 rokov.

NEPREHLIADNI
Nečakaný objav. Hviezdy sa formujú úplne inak ako sme si mysleli, sprevádza ich iný proces

Zdrojom týchto bublín naplnených časticami, známymi ako inflatóny, sú podľa vedcov fluktuácie energetických polí krátko po veľkom tresku – rovnaký proces zrejme môže aj za štruktúry vo vesmíre, ktoré vidíme dnes a ktorých rozmery dosahujú miliardy svetelných rokov.

Inflatón je hypotetické pole, ktoré spôsobilo prvotné rozpínanie kozmu. Jeho základný model pozostáva z troch fáz. Prvou je rozpínanie s vysokou potenciálnou energiu, následná premena na skutočné vákuum a nakoniec kolaps a opätovné zohriatie, kedy je vákuum naplnené klasickými časticami.

Tieto prastaré inflácie existovali len zlomok sekundy, kým sa zmenili na elementárne častice, avšak ich pohyb pravdepodobne spôsobil vlnenie samotného časopriestoru, ktoré dnes poznáme ako gravitačné vlny a dokážeme ich detegovať napríklad pri zrážkach čiernych dier.

Grafické znázornenie gravitačných vĺn. Zdroj: Ligo

Astrofyzikov čakajú zložité výpočty, simulácia prinesie ďalšie informácie

Vykonaná simulácia pomôže vedcom určiť veľkosť a silu týchto gravitačných vĺn, čo následne pomôže v ich ďalšom hľadaní. Jednou z teórií je tiež to, že hrudky sa zrútili vplyvom vlastnej hmotnosti a vytvorili tak úplne prvé čierne diery.

NEPREHLIADNI
Čierna diera schytala poriadny kopanec. Pohybuje sa vo vlastnej galaxii a nikto nevie prečo

Tie môžu byť podľa niektorých astrofyzikov vhodnými kandidátmi na záhadnú temnú hmotu, ktorá zrýchľuje rozpínanie vesmíru a napriek tomu, že tvorí až 85 % hmoty vo vesmíre, ju dodnes nik úspešne nedetegoval.

Ak sa ukáže, že inflatóny skutočne tvorili miniatúrne čierne diery, vedci budú schopní tento teoretický model lepšie otestovať a overiť teórie o prvých nanosekundách existencie vesmíru. Väčšina našich znalostí o tejto ére pochádza len z pozorovania reliktného žiarenia a mikrovĺn, ktorých ozvena prežila ešte od Veľkého tresku.

Množstvo informácií o minulosti kozmu nám prezradili práve gravitačné vlny a ich definitívny objav. Predpovedané boli už začiatkom minulého storočia, avšak ich existenciu sme dokázali potvrdiť len pomerne nedávno a to pomocou experimentu LIGO a VIRGO. LIGO pozostáva z dvoch zrkadiel, ktoré sú od seba vzdialené 4 000 metrov a dokážu zmerať odchýlku jednej desaťtisíciny nábojového priemeru protónu – teda približne 0,86^-18 m.