26.03.2021
19:26

Моделирование микроскопических сгустков, существовавших в эпоху Большого взрыва

Самые первые мгновения существования Вселенной могут быть реконструированы математически, даже несмотря на то, что их нельзя увидеть напрямую. Физики из Гёттингенского университета, Германия, и Оклендского университета технологий, Новая Зеландия, смогли значительно расширить возможности сложных компьютерных моделей, предназначенных для описания этой ранней эпохи. Исследователи нашли, что в первую триллионную долю секунды после Большого взрыва могла формироваться сложная сеть структур. Поведение таких объектов моделирует распределение галактик в современной Вселенной. Однако, в отличие от современных структур, эти первичные структуры являются микроскопически малыми. Типичные сгустки имеют массы всего лишь порядка нескольких граммов и занимают намного меньше объемы, по сравнению даже с сегодняшними элементарными частицами.

Исследователи смогли наблюдать эволюцию областей с повышенной плотностью, которые схлопываются под действием гравитации. «Физическое пространство, объем которого моделируется в нашей работе, может уместиться внутри одного протона более одного миллиона раз, - сказал профессор Гёттингенского университета Дженс Нимейер (Jens Niemeyer). – Возможно, эта симуляция стала самой подробной симуляцией эволюции настолько малой области Вселенной, проведенной до настоящего времени». Проведенные командой расчеты позволили выполнить более точные прогнозы свойств этих загадочных структур ранней Вселенной.

Хотя эти смоделированные структуры могут быть короткоживущими и в конечном счете «испаряться» с образованием стандартных элементарных частиц, однако следы таких экстремально ранних структур могут быть обнаружены в ходе будущих экспериментов. «Формирование таких структур, а также их перемещения и взаимодействия должны генерировать фоновый гравитационно-волновой «шум», - сказал Бенедикт Эггемайер (Benedikt Eggemeier), главный автор исследования и член группы Нимейера. – Используя нашу модель, мы можем рассчитать мощность этого гравитационно-волнового сигнала, который может быть измерен в будущем».

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.

По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210325225122

Обозрение "Terra & Comp".