Как выглядела Вселенная в начале своей истории, всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва? В настоящее время у нас нет никакого способа «оглянуться» назад с нашими телескопами, но космологи из Университета Дарема в Великобритании использовали компьютерное моделирование, чтобы предсказать, как могла бы появиться самая ранняя Вселенная. Изображения изображают «Космический Рассвет» и вычисляют образование первых больших галактик. Моделирование также пытается определить роль, которую темная материя играла в формировании галактики. «Мы эффективно оглядываемся назад во времени и, тем самым, надеемся узнать, как были созданы галактики, подобные нашей, и понять больше о темной материи», - сказал Альваро Орси, ведущий автор исследования из Института вычислительной космологии Даремского университета (ICC). ). «Присутствие темной материи является ключом к построению галактик - без темной материи мы не были бы здесь сегодня».
На изображениях, полученных с помощью компьютерного моделирования, зеленые вихри представляют темную материю, которая, по словам ученых, является важным компонентом в образовании галактик, а кружки показывают скорость звездообразования в галактиках. Различные цветные круги представляют различную яркость звездообразования с желтым, являющимся самым ярким. На верхнем изображении изображена Вселенная такой, какой она была через 590 миллионов лет после Большого взрыва, а на изображении ниже показана Вселенная через 1 миллиард лет после Большого взрыва, когда скорость звездообразования начинает расти.
Самые первые галактики были созданы из обломков массивных звезд, которые взрывно погибли вскоре после начала Вселенной. Расчет Дарема предсказывает, где эти галактики появляются и как они развиваются до сегодняшнего дня, более 13 миллиардов лет спустя. Хотя галактики сегодня больше, они не формируют звезды так же быстро, как в прошлом. «Наше исследование предсказывает, какие галактики растут благодаря образованию звезд в разное время в истории Вселенной и как они связаны с темной материей», - сказал соавтор доктор Карлтон Бо. «Мы даем компьютеру то, что мы считаем рецептом формирования галактики, и мы видим то, что получается, а затем проверяется на основе наблюдений реальных галактик».
Массивное моделирование показывает, как структуры растут в темной материи, с моделью, показывающей, как нормальная материя, такая как газ, ведет себя, чтобы предсказать, как растут галактики. Газ чувствует притяжение темной материи и нагревается перед охлаждением, выпуская излучение и превращаясь в звезды. Изображения моделирования показывают, какие галактики образуют звезды наиболее активно в данный момент времени. На изображении ниже показана Вселенная через 1,9 миллиарда лет после Большого взрыва, очень активного времени образования звезд в галактиках.
Расчеты команды Дарема, поддержанные учеными из Университета Католики в Сантьяго, Чили, могут быть проверены на новых наблюдениях, восходящих к ранним этапам в истории Вселенной почти через один миллиард лет после Большого взрыва. Профессор Кит Мейсон, исполнительный директор Совета по науке и технике, сказал: «Компьютерная космология играет важную роль в нашем понимании Вселенной. Эти модели не только позволяют нам оглядываться назад во времени на раннюю Вселенную, но и дополняют работу и наблюдения наших астрономов ».
Это изображение показывает Космический журнал, 13,6 миллиардов лет после Большого взрыва. Галактики не формируют звезды так быстро, как в прошлом.
Команда надеется, что дальнейшее изучение и моделирование воздействия темной материи на галактики поможет астрономам узнать больше о том, что такое вездесущее вещество.
Источник: Совет по науке и технике
Институт вычислительной космологии Даремского университета
Физический факультет Даремского университета
