Kā Visums izskatījās agrīnā vēsturē, tikai 500 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena? Pašlaik mums nav iespējas reāli tik tālu atskatīties uz mūsu teleskopiem, bet Lielbritānijas Durhāmas universitātes kosmologi ir izmantojuši datoru simulāciju, lai paredzētu, kā būtu parādījies ļoti agrīnais Visums. Attēli attēlo “Kosmisko rītausmu” un aprēķina pirmo lielo galaktiku veidošanos. Simulācija arī mēģina noskaidrot tumšās matērijas lomu galaktiku veidošanā. "Mēs faktiski atskatāmies laikā un, to darot, mēs ceram uzzināt, kā tika veidotas tādas galaktikas kā mūsu pašu, un izprast vairāk par tumšo vielu," sacīja Alvaro Orsi, pētījuma galvenais autors no Daremas Universitātes Skaitļošās kosmoloģijas institūta (ICC). ). "Tumšās matērijas klātbūtne ir atslēga galaktiku veidošanā - bez tumšās matērijas mēs šodien nebūtu šeit."
Attēlos, kas iegūti, izmantojot datorsimulāciju, zaļie virpuļi attēlo tumšo vielu, kas, pēc zinātnieku domām, ir būtiska galaktiku veidošanās sastāvdaļa, bet apļi rāda zvaigžņu veidošanās ātrumu galaktikās. Dažādie krāsu apļi apzīmē dažādu zvaigžņu veidošanās spilgtumu, dzeltenā krāsā kļūstot spilgtākai. Augšējais attēls attēlo Visumu tā, kā tas bija 590 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, un zemāk esošajā attēlā parādīts Visums 1 miljardu gadu pēc Lielā sprādziena, jo zvaigžņu veidošanās ātrumi sāk pieaugt.
Pirmās galaktikas tika izveidotas no masīvu zvaigžņu atlūzām, kuras eksplozīvi nomira neilgi pēc Visuma sākuma. Darhemas aprēķins paredz, kur parādās šīs galaktikas un kā tās attīstās līdz mūsdienām, vairāk nekā 13 miljardus gadu vēlāk. Lai gan galaktikas mūsdienās ir lielākas, tās tagad neveido zvaigznes tik ātri, kā tas bija agrāk. "Mūsu pētījums paredz, kuras galaktikas aug, veidojoties zvaigznēm dažādos Visuma vēstures periodos, un kā tās ir saistītas ar tumšo matēriju," sacīja līdzautors Dr. Karltons Bafs. "Mēs datoram sniedzam to, kas, mūsuprāt, ir galaktiku veidošanās recepte, un mēs redzam, kas tiek ražots, kas pēc tam tiek pārbaudīts pret reālo galaktiku novērojumiem."
Masveida simulācija parāda, kā struktūras aug tumšajā matērijā, ar modeli, kas parāda, kā normāla matērija, piemēram, gāze, rīkojas, lai prognozētu, kā aug galaktikas. Gāze izjūt smaguma vilkmi no tumšās vielas, un pirms atdzišanas tā tiek uzkarsēta, atbrīvojot starojumu un pārvēršoties zvaigznēs. Simulācijas attēli parāda, kuras galaktikas noteiktā laikā visstiprāk veido zvaigznes. Zemāk redzamais attēls parāda Visumu 1,9 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena - ļoti aktīva zvaigžņu veidošanās galaktikās.
Durhamas komandas aprēķinus, kurus atbalsta Universitātes Catolica universitāte Santjago, Čīlē, var pārbaudīt, ņemot vērā jaunus novērojumus, kas aizsāk Universitātes vēstures sākumposmu gandrīz vienu miljardu gadu pēc Lielā sprādziena. Zinātnes un tehnoloģijas iespēju padomes izpilddirektore profesore Keita Masona sacīja: “Skaitļojošajai kosmoloģijai ir svarīga loma mūsu izpratnē par Visumu. Šīs simulācijas ne tikai ļauj mums atskatīties laikā uz agrīno Visumu, bet arī papildina mūsu astronomu darbu un novērojumus. ”
Šis attēls rāda Kosmosa žurnālu 13,6 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena. Galaktikas tagad neveido zvaigznes tik ātri, kā tas bija agrāk.
Komanda cer, ka turpmāki tumšās vielas ietekmes uz galaktikām pētījumi un simulācijas palīdzēs astronomiem uzzināt vairāk par to, kas ir šī visuresošā viela.
Avots: Zinātnes un tehnoloģijas iespēju padome
Durhamas universitātes Skaitliskās kosmoloģijas institūts
Durhamas Universitātes Fizikas departaments
