I risultati della simulazione mostrano la crescita di piccoli, strutture estremamente dense molto presto dopo la fase di inflazione dell'universo primordiale. Tra gli stati iniziale e finale nella simulazione (rispettivamente in alto a sinistra e a destra), l'area mostrata si è espansa fino a dieci milioni di volte il suo volume iniziale, ma è ancora molte volte più piccolo dell'interno di un protone. Il gruppo allargato in basso a sinistra avrebbe una massa di circa 20 kg. Credito:Jens Niemeyer, Università di Gottinga
I primissimi momenti dell'Universo possono essere ricostruiti matematicamente anche se non possono essere osservati direttamente. I fisici delle Università di Göttingen e Auckland (Nuova Zelanda) hanno notevolmente migliorato la capacità di complesse simulazioni al computer di descrivere questa prima epoca. Hanno scoperto che una complessa rete di strutture può formarsi nel primo trilionesimo di secondo dopo il Big Bang. Il comportamento di questi oggetti imita la distribuzione delle galassie nell'Universo di oggi. A differenza di oggi, però, queste strutture primordiali sono microscopicamente piccole. I tipici ammassi hanno masse di pochi grammi e si inseriscono in volumi molto più piccoli delle particelle elementari odierne. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Revisione fisica D .
I ricercatori sono stati in grado di osservare lo sviluppo di regioni di maggiore densità tenute insieme dalla loro stessa gravità. "Lo spazio fisico rappresentato dalla nostra simulazione starebbe in un singolo protone un milione di volte, "dice il professor Jens Niemeyer, capo del gruppo di cosmologia astrofisica dell'Università di Göttingen. "Si tratta probabilmente della più grande simulazione dell'area più piccola dell'Universo che sia stata effettuata finora". Queste simulazioni consentono di calcolare previsioni più precise per le proprietà di queste vestigia fin dalle origini dell'Universo.
Sebbene le strutture simulate al computer abbiano vita molto breve e alla fine si "vaporino" in particelle elementari standard, tracce di questa fase estremamente precoce potrebbero essere rilevabili in esperimenti futuri. "La formazione di tali strutture, così come i loro movimenti e interazioni, deve aver generato un rumore di fondo di onde gravitazionali, "dice Benedikt Eggemeier, un dottorato di ricerca studente del gruppo di Niemeyer e primo autore dello studio. "Con l'aiuto delle nostre simulazioni, possiamo calcolare la forza di questo segnale di onde gravitazionali, che potrebbe essere misurabile in futuro."
È anche ipotizzabile che si possano formare minuscoli buchi neri se queste strutture subiscono un collasso incontrollato. Se ciò accade, potrebbero avere conseguenze osservabili oggi, o fanno parte della misteriosa materia oscura nell'Universo. "D'altra parte, "dice il professor Pasquale, "Se le simulazioni prevedono la formazione di buchi neri, e non li vediamo, allora avremo trovato un nuovo modo per testare i modelli dell'Universo infantile".