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Pesquisadores descobriram um novo mecanismo genérico de produção de ondas gravitacionais geradas por um fenômeno conhecido como oscilões, que pode se originar em muitas teorias cosmológicas da fragmentação em “pedaços” solitônicos do campo inflaton que impulsionou a rápida expansão do Universo primitivo, relata um novo estudo publicado em Cartas de revisão física.
Os resultados prepararam o terreno para revelar novos e emocionantes insights sobre os primeiros momentos do Universo.
Acredita-se que o período inflacionário, que ocorreu logo após o Big Bang, tenha causado a expansão exponencial do Universo. Em muitas teorias cosmológicas, o período de rápida expansão é seguido pela formação de oscilhões. Oscilhões são um tipo de estrutura massiva não linear localizada que pode se formar a partir de campos, como o campo inflaton, que oscilam em altas frequências. Essas estruturas podem persistir por longos períodos e, como descobriram os pesquisadores, sua eventual decadência pode gerar uma quantidade significativa de ondas gravitacionais, que são ondulações no espaço-tempo.
Em seu estudo, Kavli IPMU, Pesquisador do Projeto Kaloian D. Lozanov, e Kavli IPMU, Cientista Associado Visitante, Centro Internacional de Sistemas de Medição de Campo Quântico para Estudos do Universo e Partículas (QUP) O cientista sênior e professor assistente do Centro de Pesquisa de Aceleradores de Alta Energia (KEK) Volodymyr Takhistov, simulou a evolução do campo inflaton durante o início do Universo e descobriu que os oscilhões estavam realmente presentes. Eles então descobriram que o decaimento do oscillon era capaz de gerar ondas gravitacionais que seriam detectáveis pelos próximos observatórios de ondas gravitacionais.
As descobertas fornecem um novo teste da dinâmica inicial do Universo, independente da radiação cósmica de fundo convencionalmente estudada. A descoberta dessas ondas gravitacionais abriria uma nova janela para os primeiros momentos do Universo e poderia ajudar a esclarecer algumas das questões fundamentais prementes da cosmologia.
Com o desenvolvimento contínuo de detectores de ondas gravitacionais e recursos de supercomputação, podemos esperar obter ainda mais informações sobre os primeiros momentos do Universo nos próximos anos. No geral, o novo estudo demonstra o poder de combinar modelos teóricos com técnicas computacionais avançadas e observações para descobrir novos insights sobre a evolução do Universo.
Detalhes de seu estudo foram publicados em Cartas de revisão física em 2 de maio.
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