Astrofísicos Conseguem Simular Os Momentos Iniciais do Universo

Os primeiros momentos do universo, podem ser reconstruídos matematicamente mesmo que nós tenhamos observado esses momentos diretamente. Os físicos conseguiram melhorar muito a habilidade de gerar simulações computacionais complexas para descrever o que aconteceu nos primeiros instantes do nosso universo. Com isso, eles descobriram uma complexa rede de estruturas que podem ter formado nos primeiros trilionésimos de segundos depois do Big Bang. O comportamento desses objetos imita a distribuição das galáxias no universo que observamos hoje. Porém, em contraste com o que vemos hoje, essas estruturas primordiais são microscopicamente pequenas. Essas aglomerações possuem uma massa de poucas gramas e se ajustam em volumes muito menores do que as partículas elementares dos dias de hoje.

Os pesquisadores foram capazes de observar o desenvolvimento de regiões de densidade maior do que aquelas que se mantêm coesas pela gravidade. O espaço físico representado pela simulação se ajustaria em um único próton. E com isso, essa provavelmente é a maior simulação da menor área do universo já criada até hoje. Com simulações desse nível é possível então calcular de forma mais precisa, as predições para as propriedades desses resquícios do início do universo.

Embora as estruturas simuladas computacionalmente tenham uma vida muito curta e eventualmente vaporizam no modelo padrão das partículas elementares, os traços dessa fase complexa do universo podem ser detectados em experimentos futuros. A formação dessas estruturas, bem como seus movimentos e interações, devem ter gerado um ruído de fundo de ondas gravitacionais. Assim, com a ajuda das simulações é possível calcular a intensidade do sinal dessas ondas gravitacionais, e assim, no futuro será possível desenhar o detector capaz de medí-las.

É também possível que buracos negros diminutos tenham se formado se essas estruturas passaram por algum tipo de colapso. Se isso aconteceu, seria possível hoje observar consequências deles, ou eles poderiam formar parte da matéria escura do universo. Por outro lado, se as simulações fazem previsões da formação dos buracos negros, e nós não podemos observá-los, então é preciso encontrar uma maneira nova para testar os modelos do universo nos seus primeiros instantes.

Fonte:

https://phys.org/news/2021-03-astrophysicists-simulate-microscopic-clusters-big.html

https://arxiv.org/pdf/2011.13333.pdf

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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