Simulacija ultra-visoke rezolucije malog djelića svemira, milijunima puta manja od protona, otkrila je prve strukture koje su ikad postojale. Novootkrivene guste strukture su itekako čudne.
U prvom trilijuntom dijelu sekunde nakon Velikog praska, svemir je bio vruća juha, zagrijana na više od milijardu stupnjeva. Iako znanstvenici ne mogu izravno promatrati ovaj trenutak u vremenu, mogu ga rekonstruirati pomoću zahtjevnih računalnih simulacija.
Inflacijska klupka
Nove simulacije, detaljnije nego ikad prije, pokazale su kako je u prvim trenucima gravitacija uzrokovala kvantne čestice poznate kao ‘inflacije’ (eng. inflations’).
Rezultati su prvi put pokazali kako su te grude tada stvorile složene i guste strukture težine između nekoliko grama i 20 kilograma – otprilike teže od poštanske marke, ali lakše od bulldoga, upakirane u prostor manji od osnovne čestice.
Simulacije pokazuju dovoljno detalja da znanstvenici mogu dešifrirati raspon veličina i oblika ovih struktura. Uz to, rezultati su se elegantno poklopili s jednostavnim teoretskim modelom starim gotovo 40 godina, rekao je koautor studije Richard Easther, profesor fizike sa Sveučilišta u Aucklandu – “Otkrivamo nevjerojatno složenu fazu ranog svemira.”
Fluktuacije inflacije odgovorne za galaktičke strukture
Simulacije su modelirale vrijeme na kraju inflacije, razdoblja u kojem se svemir povećavao. U to je vrijeme svemir sadržavao samo energiju i inflaciju – vrstu kvantne materije koja se stvorila iz energetskog polja koje je ispunilo sav prostor nakon Velikog praska.
Fizičari misle da su strukture viđene u simulacijama, rezultat fluktuacija u tom energetskom polju neposredno nakon Velikog praska. To isto polje vjerojatno je stvorilo galaktičke strukture velikih razmjera koje danas vidimo u svemiru i koje se prostiru na milijarde svjetlosnih godina.
Guste strukture viđene u simulacijama vjerojatno nisu dugo trajale, jer su se za djelić sekunde vjerojatno pretvorile u elementarne čestice. Ali s njihovim visokim gustoćama, čak 100.000 puta većim od okolnog prostora, njihova kretanja i interakcije stvorile su mreškanje u prostor-vremenu tj. gravitacijske valove.
Nove simulacije pomoći će znanstvenicima da izračunaju kakvi su točno mogli biti ti gravitacijski valovi. To će za uzavrat pomoći u budućim eksperimentima kako bi se našli slični valovi u svemiru.
Crne pra-rupe
Male grudice također su se mogle urušiti pod vlastitom težinom, stvarajući prve svemirske crne rupe, zvane iskonske crne rupe. Neki znanstvenici misle da bi takve crne rupe mogle biti kandidat za tamnu tvar – tajanstvenu tvar koju nitko nije izravno vidio, ali danas čini 85% materije u svemiru. Fizičari nisu vidjeli nikakve crne rupe u svojim simulacijama, ali planiraju u budućnosti izvesti mnogo detaljnije simulacije.
“Iskonske crne rupe u ovom su trenutku intrigantna mogućnost – mogle bi dovesti do novog otkrića, ali također bi pružile nove ručke za testiranje modela”, napisao je Easther u e-poruci Live Scienceu. Budući da bi neke iskonske crne rupe mogle postojati u današnjem svemiru, pronalazak jedne bi bio od velike pomoći u provjeri znanstvenih modela ranih trenutaka svemira. Easther i njegovi kolege objavili su rad koji opisuje simulacije 22. ožujka u časopisu Physical Review D.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
