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Early Universe Modelling and Confrontation with Cosmological Data

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L'Universo è legato con stringhe cosmiche?

Le primissime fasi dell'Universo devono essere descritte con leggi fisiche che vanno al di là della capacità dei nostri modelli attuali. Fisici finanziati dall'UE hanno usato la teoria del campo assieme alla teoria delle stringhe per esaminare nuovi modelli dell'inflazione e per confrontarli con le osservazioni.

Cambiamento climatico e Ambiente

L'inflazione è un periodo proposto di espansione accelerata nell'Universo primordiale, quando le sue dimensioni aumentarono di un coefficiente pari a un milione di miliardi di miliardi in un periodo di un milionesimo di un miliardesimo di un miliardesimo di un miliardesimo di secondo. Questa enorme espansione può essere spiegata meglio chiamando in causa un campo scalare. Mentre il campo subisce delle fluttuazioni quantiche a causa del principio di indeterminazione di Heisenberg, si producono delle anisotropie nello fondo cosmico a microonde che riempie l'Universo. Il progetto EARLYUNIVERSE ("Early Universe modelling and confrontation with cosmological data") è stato avviato per esplorare una nuova strada. La teoria delle stringhe sembrava promettente per risolvere le prime fasi dell'evoluzione. La "teoria del tutto" unisce tutta la materia e le forze in un singolo quadro teorico, in cui la miriade di particelle è sostituita da una singola particella elementare. Le stringhe sono libere di vibrare e diverse modalità di vibrazione sono state usate per rappresentare differenti tipi di particella. Gli scienziati di EARLYUNIVERSE hanno usato il loro modello a stringhe dell'evoluzione per quantificare i segnali osservabili provenienti dalle stringhe cosmiche. Le stringhe cosmiche sono delle linee teoriche di faglia nell'Universo, che collegano diverse regioni di spazio create nei momenti successivi al Big Bang. Il loro spettro energetico è stato calcolato con la massima precisione mai raggiunta a partire da osservazioni del fondo cosmico a microonde da parte del veicolo spaziale Planck. La fase successiva è stata quella di usare osservazioni degli ammassi di galassie per limitare i parametri del modello cosmologico. Mettendo assieme modelli cosmologici basati su campi scalari con cambiamenti nel fondo cosmico a microonde, EARLYUNIVERSE ha aperto la strada a nuove direzioni per la ricerca. I risultati finora ottenuti sono stati descritti in sette pubblicazioni scientifiche in importanti riviste internazionali a revisione paritaria. Migliorando ulteriormente sia il formalismo di modellazione che il codice di simulazione, i fisici sperano di essere presto in grado di studiare l'inflazione dell'Universo primordiale. Il risultato verrà quindi messo a confronto con la distribuzione della densità dell'Universo reale.

Parole chiave

Universo, stringhe cosmiche, teoria stringhe, modelli inflazione, Universo primordiale, modellazione Universo, dati cosmologici, modello evoluzione stringa, fondo cosmico microonde, modello cosmologico

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