Astrônomos testaram um método para reconstruir o estado do universo primordial, aplicando-o a 4000 universos simulados usando o supercomputador ATERUI II no Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ). Eles descobriram que, junto com novas observações, o método pode definir melhores restrições à inflação, um dos eventos mais enigmáticos da história do universo. O método pode encurtar o tempo de observação necessário para distinguir entre várias teorias de inflação.

Logo depois que o universo passou a existir 13,8 bilhões de anos atrás, de repente aumentou mais de 1 trilhão de trilhões de vezes de tamanho em menos de um trilionésimo de um trilionésimo de microssegundo, mas ninguém sabe como ou por quê. Essa súbita inflação é um dos mistérios mais importantes da astronomia moderna. A inflação deveria ter criado flutuações de densidade primordiais que teriam afetado a distribuição do desenvolvimento da galáxia. Assim, mapear a distribuição de galáxias pode descartar modelos de inflação que não correspondem aos dados observados.

Contudo, processos diferentes da inflação também afetam a distribuição da galáxia, tornando difícil derivar informações sobre a inflação diretamente de observações da estrutura em grande escala do universo, a teia cósmica que compreende inúmeras galáxias. Em particular, o crescimento de grupos de galáxias impulsionado pela gravidade pode obscurecer as flutuações de densidade primordial.

Uma equipe de pesquisa liderada por Masato Shirasaki, professor assistente na NAOJ e no Institute of Statistical Mathematics, aplicou um método de reconstrução para voltar no tempo e remover os efeitos gravitacionais da estrutura em grande escala. Eles usaram ATERUI II, o supercomputador mais rápido do mundo dedicado a simulações de astronomia, para criar 4000 universos simulados e evoluí-los através do crescimento impulsionado pela gravidade. Eles então aplicaram esse método para ver como ele reconstruía o estado inicial das simulações. A equipe descobriu que seu método pode corrigir os efeitos gravitacionais e melhorar as restrições nas flutuações de densidade primordial.

"Descobrimos que este método é muito eficaz, "diz Shirasaki." Usando este método, podemos verificar as teorias da inflação com cerca de um décimo da quantidade de dados. Este método pode encurtar o tempo de observação necessário nas próximas missões de pesquisa de galáxias, como o SuMIRe pelo telescópio Subaru da NAOJ. "

Esses resultados apareceram como Masato Shirasaki et. al. "Restringindo a Não Gaussianidade Primordial com o Bispectro da Galáxia Pós-reconstruída no Espaço Redshift, " no Revisão Física D em 4 de janeiro, 2021.