Los investigadores han descubierto un nuevo mecanismo genérico de producción de ondas gravitacionales generadas por un fenómeno conocido como oscilones, que puede originarse en muchas teorías cosmológicas a partir de la fragmentación en «bultos» solitónicos del campo de inflatón que impulsó la rápida expansión del Universo primitivo, informa un nuevo estudio. publicado en Cartas de revisión física.
Los resultados han preparado el escenario para revelar emocionantes ideas novedosas sobre los primeros momentos del Universo.
Se cree que el período inflacionario, que ocurrió justo después del Big Bang, provocó que el Universo se expandiera exponencialmente. En muchas teorías cosmológicas, el período de expansión rápida es seguido por la formación de oscilones. Los oscilones son un tipo de estructura masiva no lineal localizada que puede formarse a partir de campos, como el campo inflatón, que oscilan a altas frecuencias. Estas estructuras pueden persistir durante largos períodos y, como descubrieron los investigadores, su eventual descomposición puede generar una cantidad significativa de ondas gravitacionales, que son ondas en el espacio-tiempo.
En su estudio, Kaloian D. Lozanov, investigador del proyecto del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), y científico asociado visitante Kavli IPMU, Centro Internacional para Sistemas de Medición de Campo Cuántico para Estudios del Universo y Partículas (QUP) El científico principal y el profesor asistente del Centro Teórico de la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía (KEK), Volodymyr Takhistov, simuló la evolución del campo inflatón durante el Universo temprano y descubrió que los oscilos estaban realmente presentes. Luego descubrieron que la descomposición del oscilón podía generar ondas gravitacionales que serían detectables por los próximos observatorios de ondas gravitacionales.
Los hallazgos proporcionan una prueba novedosa de la dinámica del Universo primitivo independiente de la radiación de fondo de microondas cósmica estudiada convencionalmente. El descubrimiento de estas ondas gravitacionales establecería una nueva ventana a los primeros momentos del Universo y podría ayudar a arrojar luz sobre algunas de las preguntas fundamentales más urgentes de la cosmología.
Con el desarrollo continuo de detectores de ondas gravitacionales y recursos de supercomputación, podemos esperar obtener aún más información sobre los primeros momentos del Universo en los próximos años. En general, el nuevo estudio demuestra el poder de combinar modelos teóricos con técnicas computacionales avanzadas y observaciones para descubrir nuevos conocimientos sobre la evolución del Universo.
Los detalles de su estudio fueron publicados en Cartas de revisión física el 2 de mayo
