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Cosmologistas recriam fases da formação do universo para entender o Big Bang

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Cosmologistas estão utilizando recursos virtuais para recriar uma imagem que retrata o cenário que se deu logo após o Big Bang. Para atingir o objetivo, os profissionais tiveram que simular cerca de 4.000 versões do universo em um supercomputador.

Em suma, o objetivo do projeto é elaborar um quadro que aborde as consequências imediatas ocasionadas pelo fenômeno, que envolve basicamente o fato de quando o atual universo observável se expandiu repentinamente 1 trilhão de trilhões de vezes de tamanho em apenas um microssegundo.

Ao aplicar o método que simula as etapas que nos permitem usufruir das observações reais do universo atual, os pesquisadores esperam compreender de forma precisa como foi o período inflacionário.

“Estamos tentando recriar uma foto do surgimento do nosso universo a partir da imagem mais recente que temos à nossa disposição”, revelou o líder do estudo, Masato Shirasaki, cosmologista do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em entrevista ao portal de notícias LiveScience.

Universo irregular

O universo, hoje, é repleto de variações incrivelmente densas, com algumas manchas que representam ricas galáxias e outras com componentes classificados como áridos. “Acreditamos que essa distribuição desigual de matéria visível revela que, na época do Big Bang, já havia flutuações quânticas, ou aleatórias, mudanças temporárias na energia, em um minúsculo universo primordial”, disse Shirasaki.

Para os cosmólogos, isso significa que, quando o universo expandiu, essas supostas flutuações também se expandiram, mas com pontos mais densos, os quais, provavelmente, se estenderam para regiões de maior densidade. Para tal, as forças gravitacionais influenciaram diretamente a expansão desses filamentos, o que justifica perfeitamente o fato da aglomeração de galáxias.

Como essas interações gravitacionais são complexas, tentar retroceder até o período inflacionário para entender como o universo era antes é bastante desafiador. Os profissionais, portanto, precisam essencialmente remover as flutuações gravitacionais da equação, o que indiscutivelmente trará uma visão mais clara do passado.

Começo

Obviamente, mesmo o estudo sendo complexo e desafiador, os cosmologistas conseguiram desenvolver um método de reconstrução que elimina as flutuações gravitacionais. Não obstante, para descobrir se a reconstrução foi realmente precisa, foi preciso, antes de tudo, testá-la. A análise teste foi realizada no ATERUI II, um supercomputador do NAOJ. A partir daí, os profissionais conseguiram recriar 4.000 versões do universo, todas com flutuações de densidade inicial ligeiramente diferentes.

Com a tecnologia utilizada no estudo, os cosmólogos conseguiram fazer com que esses universos virtuais passassem por suas próprias flutuações gravitacionais – porém, virtuais – para, em seguida, aplicar o método de reconstrução em cada um dos universos, obtendo, assim, a chance de poder chegar ao ponto de de partida original da formação do universo.

Os resultados foram publicados no dia 4 de janeiro, na revista Physical Review D. “Descobrimos que um método de reconstrução pode reduzir os efeitos gravitacionais nas distribuições de galáxias observadas, permitindo-nos extrair as informações iniciais do surgimento do nosso universo de uma forma eficiente”, disse Shirasaki.

“Essa reconstrução já havia sido aplicada a dados reais antes”, acrescentou, “mas o novo estudo mostra que a análise pode também ser aplicada em todos os períodos de inflação do universo. O próximo passo é aplicar a reconstrução às observações reais da teia cósmica. Essas observações já foram feitas por um telescópio no Novo México como parte do Sloan Digital Sky Survey”.

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