Huipputeknologisten numeeristen simulaatioiden avulla CNRS:n Maa & Universum, CNRS Fysiikka ja Johns Hopkinsin yliopiston (Yhdysvallat) tutkijaryhmä on tutkinut kvanttiluotujen kehitystä, jotka syntyivät kosmologisen inflaation aikana, joka oli lyhyt kiihtyvän laajenemisen vaihe universumissa 13,7 miljardia vuotta sitten.
Tutkimusryhmä on havainnut, että nämä pienet luotot, joita ei-lineaariset ilmiöt vahvistavat, voivat radikaalisti muuttaa universumin kohtaloa.
Vaikka inflaation alkuvaihe on suhteellisen hyvin ymmärretty kosmologisen säteilyn ja galaksien jakautumisen havaintojen ansiosta, myöhempi vaihe on edelleen täysin tuntematon, koska meihin ei saavu mitään elektromagneettista tietoa. Toisaalta gravitaatioastronomia avaa uuden ikkunan tähän inflaation pimeään aikakauteen, jota tutkijat ovat tarkastelleet ensimmäistä kertaa numeeristen simulaatioiden avulla.
He ovat osoittaneet, että tietyissä teorioissa koko universumi voi olla vangittuna ikuisen inflaation tilaan, joka on elämälle epäystävällinen. Toisissa tapauksissa kvanttiluotot voivat laukaista mustien aukkojen muodostumisen universumipussien romahtamisesta. Nämä mustat aukot eivät ole tyypillisiä tähdenjäänteitä: niiden sisällä ei ole tähden romahtanutta ydintä, vaan kokonainen rinnakkaisuniversumi!
Nämä tutkimukset merkitsevät läpimurtoa primordiaalisen universumin tutkimuksessa ei-häiritsevien menetelmien avulla, kosmologian, kaaosteorian ja laskennallisten tieteiden rajapinnassa.
Viitteet:
Angelo Caravano, Keisuke Inomata ja Sébastien Renaux-Petel, Inflaatiobutterfly-vaikutus: ei-häiritsevä dynamiikka pienistä ominaisuuksista, Phys. Rev. Lett. 133, 151001 (2024).