Ako vyzeral vesmír na začiatku svojej histórie, iba 500 miliónov rokov po Veľkom tresku? V súčasnosti nemáme s našimi ďalekohľadmi skutočne „spätný pohľad“, ale kozmológovia z Durhamskej univerzity vo Veľkej Británii použili počítačovú simuláciu na predpovedanie toho, ako by sa objavil veľmi skoro vesmír. Obrázky zobrazujú „Kozmický úsvit“ a vypočítavajú vznik prvých veľkých galaxií. Simulácia sa tiež pokúša rozlíšiť úlohu, ktorú pri formovaní galaxií zohrala temná hmota. "Efektívne sa obzrieť späť v čase, a tak dúfame, že sa dozvieme, ako sa vyrábali galaxie ako naše vlastné, a aby sme pochopili viac o temnej hmote," uviedol Alvaro Orsi, hlavný autor štúdie z Inštitútu počítačovej kozmológie Durhamskej univerzity (ICC). ). "Prítomnosť temnej hmoty je kľúčom k budovaniu galaxií - bez temnej hmoty by sme tu dnes neboli."
Na obrázkoch vytvorených počítačovou simuláciou zelené víry predstavujú temnú hmotu, ktorú vedci tvrdia, že je nevyhnutnou zložkou tvorby galaxií, zatiaľ čo kruhy ukazujú rýchlosť tvorby hviezd v galaxiách. Rôzne farebné kruhy predstavujú rôznu svietivosť tvorby hviezd, pričom žltá je najjasnejšia. Horný obrázok zobrazuje vesmír tak, ako to bolo 590 miliónov rokov po Veľkom tresku, a obrázok nižšie ukazuje vesmír 1 miliardu rokov po Veľkom tresku, keď sa rýchlosť formovania hviezd zvyšuje.
Úplne prvé galaxie boli vytvorené z úlomkov obrovských hviezd, ktoré explozívne zomreli krátko po začiatku vesmíru. Durhamov výpočet predpovedá, kde sa tieto galaxie objavia a ako sa vyvíjajú dodnes, o viac ako 13 miliárd rokov neskôr. Aj keď sú dnes galaxie väčšie, netvoria hviezdy tak rýchlo, ako boli v minulosti. "Náš výskum predpovedá, ktoré galaxie rastú formovaním hviezd v rôznych časoch v histórii vesmíru a ako súvisia s temnou hmotou," uviedol spoluautor Dr. Carlton Baugh. "Dávame počítaču, čo si myslíme, že je recept na formovanie galaxie a vidíme, čo sa vyrába, čo sa potom testuje na základe pozorovania skutočných galaxií."
Masívna simulácia ukazuje, ako štruktúry rastú v temnej hmote, pričom model ukazuje, ako sa normálna hmota, napríklad plyn, správa ako predpovedá rast galaxií. Plyn pociťuje príťažlivosť tmy z temnej hmoty a pred ochladením sa zahrieva uvoľňovaním žiarenia a premenou na hviezdy. Simulačné obrázky ukazujú, ktoré galaxie formujú hviezdy najsilnejšie v danom čase. Obrázok nižšie ukazuje vesmír 1,9 miliárd rokov po Veľkom tresku, veľmi aktívny čas formácií hviezd v galaxiách.
Výpočty tímu Durham, podporované vedcami z Universidad Catolica v Santiagu v Čile, sa môžu testovať na základe nových pozorovaní, ktoré siahajú až do počiatočných štádií v histórii vesmíru takmer miliardu rokov po Veľkom tresku. Profesor Keith Mason, generálny riaditeľ Rady pre vedecké a technologické zariadenia, povedal: „Počítačová kozmológia hrá dôležitú úlohu v našom chápaní vesmíru. Tieto simulácie nám nielen umožňujú nahliadnuť späť do včasného vesmíru, ale dopĺňajú prácu a pozorovania našich astronómov. “
Tento obrázok ukazuje časopis o vesmíre, 13,6 miliárd rokov po Veľkom tresku. Galaxie netvoria hviezdy tak rýchlo, ako boli v minulosti.
Tím dúfa, že ďalšie štúdium a simulácie účinkov temnej hmoty na galaxie pomôžu astronómom dozvedieť sa viac o tom, čo je táto všadeprítomná látka.
Zdroj: Rada pre vedecké a technologické zariadenia
Inštitút pre výpočtovú kozmológiu, Durham University
Katedra fyziky, Durham University
