Як виглядала Всесвіт на початку своєї історії, лише через 500 мільйонів років після Великого вибуху? В даний час у нас немає можливості насправді «оглянути» назад далеко за допомогою наших телескопів, але космологи з Даремського університету у Великобританії використовували комп’ютерне моделювання, щоб передбачити, як з’явиться дуже рання Всесвіт. Зображення зображують «Космічний світанок» і обчислюють утворення перших великих галактик. Моделювання також намагається визначити ту роль, яку темна матерія відігравала в утворенні галактики. "Ми ефективно озираємося назад у часі, і, роблячи це, ми сподіваємось дізнатись, як були зроблені галактики, як наші власні, і зрозуміти більше про темну матерію", - сказав Альваро Орсі, головний автор дослідження з Інституту обчислювальної космології університету Дарем (Університет Дарем) ). "Присутність темної матерії є ключем до створення галактик - без темної матерії ми сьогодні не були б тут".
На зображеннях, отриманих за допомогою комп’ютерного моделювання, зелені сучки являють собою темну речовину, яка, як стверджують вчені, є важливим інгредієнтом утворення галактик, а кола показують швидкість утворення зірок у галактиках. Різні кольорові кола представляють різну світність утворення зірок, причому жовтий є найяскравішим. На верхньому зображенні зображено Всесвіт, як це було 590 мільйонів років після Великого вибуху, а на зображенні внизу зображено Всесвіт через 1 мільярд років після Великого вибуху, коли темпи утворення зірок починають наростати.
Найперші галактики були створені з уламків масивних зірок, які вибухово загинули незабаром після початку Всесвіту. Розрахунок Дарема передбачає, де з’являються ці галактики і як вони розвиваються до наших днів, понад 13 мільярдів років потому. Хоча сьогодні галактики є більшими, вони зараз не утворюють зірок так швидко, як раніше. "Наше дослідження передбачає, які галактики зростають через утворення зірок у різні часи історії Всесвіту і як вони стосуються темної матерії", - сказав співавтор доктор Карлтон Бау. "Ми даємо комп'ютеру те, що, на нашу думку, є рецептом утворення галактик, і ми бачимо, що виробляється, а потім тестується на спостереженнях реальних галактик".
Масивне моделювання показує, як структури ростуть у темній речовині за допомогою моделі, яка показує, як нормальна речовина, наприклад газ, поводиться передбачити, як ростуть галактики. Газ відчуває тяжіння тяжкості від темної речовини і нагрівається до охолодження, випускаючи випромінювання і перетворюючись на зірки. Імітаційні зображення показують, які галактики утворюють зорі найбільш енергійно в даний момент часу. На зображенні нижче показано Всесвіту через 1,9 мільярда років після Великого вибуху, дуже активного часу зоряних утворень у галактиках.
Розрахунки команди Дарема, підтримані вченими з Універсідаду Католіки в Сантьяго, Чилі, можна перевірити на нові спостереження, що сягають на ранні етапи історії Всесвіту майже через мільярд років після Великого вибуху. Професор Кіт Мейсон, виконавчий директор Ради з питань науки та технологій, сказав: «Обчислювальна космологія відіграє важливу роль у нашому розумінні Всесвіту. Ці симуляції не тільки дозволяють нам озирнутися назад до раннього Всесвіту, але вони доповнюють роботу та спостереження наших астрономів ».
На цьому зображенні показаний космічний журнал, 13,6 мільярда років після Великого вибуху. Галактики зараз не утворюють зірок так швидко, як раніше.
Команда сподівається, що подальше вивчення та моделювання впливу темної речовини на галактики допоможуть астрономам дізнатися більше про те, що це всюдисуща речовина.
Джерело: Рада з питань науки та технологій
Інститут обчислювальної космології, Даремський університет
Кафедра фізики, Даремський університет
