Les astronomes ont testé une méthode de reconstruction de l'état de l'univers primitif en l'appliquant à 4000 univers simulés à l'aide du supercalculateur ATERUI II de l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ). Ils ont découvert qu'avec de nouvelles observations, la méthode peut fixer de meilleures contraintes sur l'inflation, l'un des événements les plus énigmatiques de l'histoire de l'univers. La méthode peut raccourcir le temps d'observation nécessaire pour distinguer les différentes théories de l'inflation.

Juste après la naissance de l'univers il y a 13,8 milliards d'années, sa taille a soudainement augmenté de plus d'un billion de billions de fois en moins d'un billionième d'un billionième de microseconde, mais personne ne sait comment ni pourquoi. Cette inflation soudaine est l'un des mystères les plus importants de l'astronomie moderne. L'inflation aurait dû créer des fluctuations de densité primordiales qui auraient affecté la distribution du développement des galaxies. Ainsi, cartographier la distribution des galaxies peut exclure des modèles d'inflation qui ne correspondent pas aux données observées.

Cependant, des processus autres que l'inflation ont également un impact sur la distribution des galaxies, ce qui rend difficile de dériver des informations sur l'inflation directement à partir des observations de la structure à grande échelle de l'univers, la toile cosmique comprenant d'innombrables galaxies. En particulier, la croissance gravitationnelle des groupes de galaxies peut masquer les fluctuations de densité primordiales.

Une équipe de recherche dirigée par Masato Shirasaki, professeur assistant au NAOJ et à l'Institute of Statistical Mathematics, appliqué une méthode de reconstruction pour remonter le temps et éliminer les effets gravitationnels de la structure à grande échelle. Ils ont utilisé ATERUI II, le supercalculateur le plus rapide au monde dédié aux simulations d'astronomie, pour créer 4000 univers simulés et les faire évoluer grâce à une croissance gravitationnelle. Ils ont ensuite appliqué cette méthode pour voir dans quelle mesure elle reconstituait l'état de départ des simulations. L'équipe a découvert que leur méthode peut corriger les effets gravitationnels et améliorer les contraintes sur les fluctuations de densité primordiales.

"Nous avons trouvé que cette méthode est très efficace, " dit Shirasaki. " En utilisant cette méthode, nous pouvons vérifier les théories de l'inflation avec environ un dixième de la quantité de données. Cette méthode peut raccourcir le temps d'observation requis dans les prochaines missions d'étude des galaxies telles que SuMIRe par le télescope Subaru de NAOJ. »

Ces résultats sont apparus comme Masato Shirasaki et. Al. " Contraindre la non-gaussianité primordiale avec le bispectre galactique post-reconstruit dans l'espace Redshift, " dans Examen physique D le 4 janvier, 2021.