الكون المبكر لم يكن كبركة هادئة، بل كقِدر يغلي. كانت المادة فيه تتدفق وتتصادم وتدوّم — وكل ذلك على خلفية تمدد سريع للفضاء نفسه. لفهم كيف وُلدت النجوم والمجرات من هذا الحساء الحار، يبني الفيزيائيون محاكاة رقمية.
العمل الجديد هو الجزء الثالث من سلسلة حول طرق نمذجة الشبيكات للكون. كان الجزءان الأولان مخصصين للحقول، وهذا الجزء مخصص للسوائل. يشرح المؤلفون خطوة بخطوة كيفية ترجمة قوانين تدفق السوائل إلى لغة الشبيكة الحاسوبية، عندما تكون المسرح نفسه — الكون المتوسع — غير ثابت. ينظرون في أربعة سيناريوهات: سائل مثالي بدون احتكاك، وسائل لزج، وسائل ممزوج بحقول أخرى، وسائل يتبادل الطاقة مع حقول قياسية (حقول يكون لكل نقطة فيها قيمة عددية واحدة فقط).
الإنجاز الهندسي الرئيسي هو خوارزميات لا تفقد الدقة عند تمدد الفضاء. إنها تحافظ على تماثلات النظرية حتى دقة الآلة، وهذا أمر حاسم عندما تحسب، على سبيل المثال، نشوء الموجات الثقالية. هذه الموجات — تموجات في نسيج الزمكان — كان يجب أن تنشأ من عمليات عاصفة في الكون المبكر، والآن يمكن حسابها بدقة، مع مراعاة جميع التأثيرات السائلة.
هكذا يصبح القِدر الرقمي أكثر واقعية. سيتمكن العلماء من النظر إلى العصور التي كان فيها عمر الكون أقل من ثانية، ورؤية كيف تركت التدفقات الأولى للمادة آثارًا وصلت إلى كواشفنا اليوم.
في الكون المبكر، كانت المادة شديدة الحرارة والكثافة لدرجة أن النيوترونات والبروتونات لم تكن قادرة على الوجود — كان كل شيء «حساء» من الكواركات والغلوونات، يتدفق تقريبًا بدون احتكاك.