في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم، تمدد الكون أسرع من أن يعبره الضوء. ترك هذا التمدد تموجات خفيفة في توزيع المادة، مثل الدوائر التي تنتشر على سطح الماء عند إلقاء حجر. آثار تلك التموجات ما تزال مرئية اليوم في الطريقة التي تتجمع بها المجرات في عناقيد وخيوط.
تعلم علماء الفلك قراءة هذه الآثار بطريقة جديدة. فبدلاً من النظر إلى التجمعات الكبيرة فقط، يعيدون بناء الصورة كاملة من البنى الأكبر وصولاً إلى التفاصيل الدقيقة. الأمر يشبه إعادة بناء رمية الحجر الأصلية من كل الدوائر على الماء، بما فيها أضعفها. تستخدم الطريقة محاكاة حاسوبية تولد فيها مجرات افتراضية من الظروف الأولية نفسها التي نشأت منها المجرات الحقيقية.
زادت الدقة بمقدار مرة ونصف مقارنة بالطرق السابقة. وهذا يعني أن المسوحات السماوية المستقبلية، مثل إقليدس، ستتمكن من فصل الإشارة عن التشويش العشوائي بشكل أكثر موثوقية. وبالتالي، الاقتراب أكثر من الإجابة عن السؤال: ما الذي جعل الكون يتمدد بهذه السرعة المذهلة في أجزاء من الثانية الأولى؟
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.20855
Local primordial non-Gaussianity, parameterised as $$f_{\rm NL}^{\rm local}$$, will be stringently constrained using state-of-the-art methods applied to next-generation galaxy redshift survey data. In this paper, in preparation for the upcoming data sets, we demonstrate for the first time the joint field-level inference of $$f_{\rm NL}^{\rm local}$$, nuisance parameters, and the initial conditions in realistic halo catalogues, ones which are generated through full dark-matter-only $$N$$-body simulations. The field-level inference algorithm optimally constrains $$f_{\rm NL}^{\rm local}$$ through a Bayesian forward-modelling approach at the field level, which outperforms traditional methods by leveraging the full statistical power of the data at the scales considered. In addition, we assess its performance under various design choices in the forward model, including tests of the structure formation model and resolution. We demonstrate the robustness of our approach by applying it to a subset of the \textit{Quijote} simulation suite, performing the inference at scales down to $$k_{\rm max} \approx 0.1 h \rm{Mpc}^{-1}$$. Compared with a power spectrum and bispectrum estimator, we find a $$\sim1.3$$ improvement in $$\sigma(f_{\rm NL}^{\rm local})$$ when applying \borg{}, while marginalising over the initial conditions and bias parameters. From the small-scale information sensitivity tests, we show that the constraints on $$f_{\rm NL}^{\rm local}$$ improve as we increase the resolution of the inference. These findings underscore the transformative potential of field-level inference to leverage the information available in ongoing surveys such as \textit{Euclid}, providing accurate insights into the physics of cosmic inflation and the number of fields driving it.
تقارن الطريقة ملايين الأكوان الافتراضية بالكون الحقيقي للعثور على الظروف الأولية التي تفسر الصورة المرصودة بأفضل شكل.