في اللحظات الأولى للانفجار العظيم ، شهد الكون فترة من التوسع السريع المعروفة باسم التضخم. زرع هذا الحدث البذور التي ستصبح في النهاية مجرات وعناقيد. والآن ، تمكنت مجموعة محاكاة حديثة من إظهار كيفية عمل هذا الاتصال.
عندما كان عمر كوننا أقل من ثانية ، نما حجمه بأكثر من تريليون ، تريليون مرة في أقل من تريليون من تريليون جزء من الميكروثانية. هذا الحدث التاريخي ، المعروف باسم التضخم ، إلى حد كبير لغزا للفيزياء الحديثة. إلى جانب التأكد من حدوث ذلك ، لا نعرف ما الذي أدى إلى حدوثه ، وما الذي جعله يدوم طالما حدث ، أو كيف انتهى.
لكن يمكن رؤية آثار التضخم على طول الطريق حتى يومنا هذا ، بعد أكثر من 13 مليار سنة. وذلك لأن التضخم حوّل التقلبات الكمية الميكروسكوبية إلى شيء أكبر قليلاً. بمرور الوقت ، نمت تلك الاختلافات الصغيرة في الكثافة ونمت ، وأصبحت في النهاية نقاط البداية للنجوم والمجرات و أكبر الهياكل في الكون .
لذلك من خلال رسم خرائط ترتيب المجرات في الكون ، يمكننا رؤية بصمة التضخم. لكن ربط خرائط العصر الحديث بتلك الحقبة المبكرة هو مهمة صعبة ، بسبب مقدار الوقت المذهل وجميع الفيزياء المعقدة (غير المرتبطة بالتضخم نفسه) التي تدخلت في ذلك الوقت. الأهم من ذلك ، أن تفاعلات الجاذبية بين المجرات قد أخفت الكثير من البصمة الأصلية للتضخم.
لحل هذه المشكلة ، استخدم العلماء الكمبيوتر العملاق ATERUI II في المرصد الفلكي الوطني في اليابان (NAOJ) إجراء سلسلة من عمليات المحاكاة الحاسوبية المعقدة . حاولت هذه المحاكاة إعادة بناء عملية التضخم عن طريق 'إعادة لف' تطور المجرات.
إذا كنت تعرف كيف تتحرك المجرات بمرور الوقت ، فيمكنك استخدام هذه المعرفة لتخمين أين كانت في الماضي. تمحو هذه العملية بعض التفاعلات التي حجبت تأثيرات التضخم البدائي.
ابتكر الباحثون 4000 أكوان محاكاة وقارنوها بمسوحات المجرات. يمكنهم بعد ذلك اختيار نموذج التضخم الذي أوضح البيانات. هذه الطريقة ليست مثالية بالطبع لكنها قوية.
قال قائد الفريق ماساتو شيراساكي ، الأستاذ المساعد في NAOJ ومعهد الرياضيات الإحصائية: 'وجدنا أن هذه الطريقة فعالة جدًا'. باستخدام هذه الطريقة ، يمكننا التحقق من نظريات التضخم بما يقرب من عُشر كمية البيانات. يمكن لهذه الطريقة تقصير وقت المراقبة المطلوب في مهام مسح المجرات القادمة مثل SuMIRe بواسطة تلسكوب Subaru التابع لـ NAOJ '.