Astronomer har spelat ett spel med att gissa siffrorna med kosmologiska implikationer. Arbetar från en låtsaskatalog över galaxer utarbetad av ett japanskt team, två amerikanska team gissade korrekt de kosmologiska parametrarna som användes för att generera katalogen med en noggrannhet inom 1 %. Detta ger oss förtroende för att deras metoder kommer att kunna bestämma de korrekta parametrarna för det verkliga universum när de tillämpas på observationsdata.

De grundläggande ekvationerna som styr universums utveckling kan härledas från teoretiska beräkningar, men några av siffrorna i dessa ekvationer, de kosmologiska parametrarna, kan endast härledas genom observationer. Kosmologiska parametrar kopplade till de oobserverbara delarna av universum, som mängden mörk materia eller universums expansion som drivs av mörk energi, måste härledas genom att titta på deras effekter på fördelningen av synliga galaxer. Det finns alltid osäkerhet när man arbetar med den mörka delen av universum, och det är svårt att vara säker på att modellerna och dataanalysen är korrekta.

För att testa dataanalysen, ett japanskt team ledd av Takahiro Nishimichi vid Kyoto University och Kavli IPMU(not) vid University of Tokyo använde superdatorn ATERUI II vid National Astronomical Observatory of Japan för att skapa 10 skenuniversum med en total volym 100 gånger större än till och med de mest omfattande galaxundersökningar hittills. Den stora volymen, stort dynamiskt omfång, och hög upplösning som endast kunde uppnås med världens mest kraftfulla superdator dedikerad till astronomi behövdes för att skilja systematiska fel i analysmodellerna från slumpmässiga fel på grund av meningslösa sammanträffanden i data. De kosmologiska parametrarna som användes för att utveckla dessa skenuniversum valdes slumpmässigt från intervallet av rimligt förväntade värden. Det japanska teamet förberedde en katalog som listar positionerna för galaxerna i simuleringen som liknar katalogerna som produceras av riktiga teleskop som observerar himlen. Det japanska teamet utmanade sedan andra astronomer att gissa siffrorna som användes för att skapa katalogen.

Två amerikanska lag antog utmaningen. Att arbeta självständigt och använda olika metoder, båda teamen analyserade japanska data med verktyg som användes för riktiga astronomiundersökningar. Varje lag hade bara en chans att gissa siffrorna, och båda teamen gav svar inom 1 % av de verkliga värdena. Detta visar att dessa metoder bör ge korrekta resultat när de tillämpas på verkliga observationsdata.

Så vad var de rätta siffrorna? De är fortfarande hemliga så att fler lag kan spela gissa-siffrorna. På detta sätt kommer utmaningsdata att fortsätta att stödja utvecklingen och testningen av kosmiska analystekniker.

Dessa resultat visades som Nishimichi et al. "Blindad utmaning för precisionskosmologi med storskalig struktur:resultat från effektiv fältteori för rödförskjutnings-rymdgalaxens kraftspektrum" i Fysisk granskning D den 28 december, 2020.