Как изглежда Вселената в началото на своята история, само 500 милиона години след Големия взрив? Понастоящем нямаме как да „погледнем“ назад толкова далеч с нашите телескопи, но космолозите от университета в Дърам във Великобритания са използвали компютърна симулация, за да предскажат как ще се появи много ранната Вселена. Изображенията изобразяват „Космическата зора“ и изчисляват образуването на първите големи галактики. Симулацията също се опитва да открие ролята, която тъмната материя играе във формирането на галактика. „Ефективно се оглеждаме назад във времето и по този начин се надяваме да научим как са направени галактики като нашите и да разберем повече за тъмната материя“, казва Алваро Орси, водещ автор на изследването от Института за изчислителна космология на университета в Дърам (ICC) ). "Присъствието на тъмна материя е ключът към изграждането на галактики - без тъмна материя днес не бихме били тук."
В изображенията, получени от компютърната симулация, зелените вихри представляват тъмна материя, която според учените е основна съставка в образуването на галактики, докато кръговете показват скоростта на образуване на звезди в галактиките. Различните цветни кръгове представляват различната светимост на образуването на звезди, като жълтото е най-светло. Горното изображение изобразява Вселената, тъй като е било 590 милиона години след Големия взрив, а изображението по-долу показва Вселената 1 милиард години след Големия взрив, тъй като скоростите на образуване на звезди започват да нарастват.
Първите галактики са създадени от остатъците от масивни звезди, които загинаха експлозивно малко след началото на Вселената. Изчислението на Дърам предвижда къде се появяват тези галактики и как те се развиват до наши дни, над 13 милиарда години по-късно. Въпреки че днес галактиките са по-големи, сега те не образуват звезди толкова бързо, колкото преди. „Нашите изследвания предсказват кои галактики нарастват чрез образуването на звезди в различни периоди от историята на Вселената и как те се свързват с тъмната материя“, казва съавторът д-р Карлтън Бау. „Ние даваме на компютъра това, което според нас е рецептата за образуване на галактики и виждаме какво се получава, което след това се тества спрямо наблюдения на реални галактики.“
Масивната симулация показва как структурите растат в тъмна материя с модел, показващ как нормалната материя, като газ, се държи, за да предскаже как растат галактиките. Газът усеща привличането на гравитацията от тъмната материя и се нагрява преди охлаждане, като отделя радиация и се превръща в звезди. Симулационните изображения показват кои галактики образуват звезди най-енергично в даден момент. Изображението по-долу показва Вселената 1,9 милиарда години след Големия взрив, много активно време на звездни образувания в галактики.
Изчисленията на екипа на Дърам, подкрепени от учени от Universidad Catolica в Сантяго, Чили, могат да бъдат тествани срещу нови наблюдения, стигащи до ранните етапи в историята на Вселената почти един милиард години след Големия взрив. Професор Кийт Мейсън, главен изпълнителен директор на Съвета за научни и технологични съоръжения, заяви: „Изчислителната космология играе важна роля в нашето разбиране на Вселената. Тези симулации не само ни позволяват да погледнем назад към ранната Вселена, но допълват работата и наблюденията на нашите астрономи. "
Това изображение показва космическото списание, 13,6 милиарда години след Големия взрив. Галактиките не образуват звезди толкова бързо, колкото преди.
Екипът се надява, че по-нататъшното проучване и симулиране на въздействието на тъмната материя върху галактиките ще помогне на астрономите да научат повече за това какво е това повсеместно вещество.
Източник: Съвет за научни и технологични средства
Институт по компютърна космология, Университет Дърам
Катедра по физика, Университета в Дърам
