Kako je izgledalo vesolje zgodaj v svoji zgodovini, le 500 milijonov let po velikem udaru? Trenutno nimamo možnosti, da bi se s svojimi teleskopi tako daleč ozrli nazaj, vendar so kozmologi z univerze Durham v Veliki Britaniji uporabili računalniško simulacijo, da bi napovedali, kako se bo zelo zgodaj pojavil vesolje. Slike prikazujejo "Kozmično zoro" in izračunajo nastanek prvih velikih galaksij. Simulacija poskuša tudi razbrati vlogo temne snovi pri nastajanju galaksij. "Učinkovito gledamo nazaj v čas in s tem upamo, da bomo izvedeli, kako so nastale galaksije, kot so naše, in da bomo razumeli več o temni snovi," je dejal Alvaro Orsi, glavni avtor študije z Inštituta za računalniško kozmologijo Univerze Durham (ICC) ). "Prisotnost temne snovi je ključna za gradnjo galaksij - brez temne snovi danes ne bi bili tukaj."
Na slikah, nastalih z računalniško simulacijo, zeleni vrtinci predstavljajo temno snov, za katero znanstveniki trdijo, da je bistvena sestavina pri nastajanju galaksij, krogi pa prikazujejo stopnjo tvorbe zvezd v galaksijah. Različni barvni krogi predstavljajo različno svetilnost nastajanja zvezd, pri čemer je rumena najsvetlejša. Zgornja slika prikazuje vesolje, saj je bilo 590 milijonov let po velikem udaru, spodnja slika pa vesolje 1 milijardo let po velikem udaru, ko se stopnje nastajanja zvezd začnejo povečevati.
Prve galaksije so nastale iz naplavin ogromnih zvezd, ki so eksplozivno umrle kmalu po začetku vesolja. Durhamov izračun napoveduje, kje se te galaksije pojavljajo in kako se razvijajo do danes, več kot 13 milijard let kasneje. Čeprav so danes galaksije večje, zdaj zvezde ne tvorijo tako hitro, kot so bile v preteklosti. "Naša raziskava napoveduje, katere galaksije rastejo skozi nastanek zvezd v različnih obdobjih zgodovine vesolja in kako se te nanašajo na temno snov," je dejal soavtor dr. Carlton Baugh. "Računalniku damo tisto, za kar mislimo, da je recept za nastajanje galaksij in vidimo, kaj nastane, nato pa ga preizkusimo na podlagi opazovanja pravih galaksij."
Ogromna simulacija prikazuje, kako strukture rastejo v temni snovi z modelom, ki prikazuje, kako se normalna snov, kot je plin, obnaša, da napoveduje, kako rastejo galaksije. Plin čuti gravitacijo iz temne snovi in se pred ohlajanjem segreje tako, da sprosti sevanje in se spremeni v zvezde. Simulacijske slike kažejo, katere galaksije v določenem času najbolj močno tvorijo zvezde. Spodnja slika prikazuje vesolje 1,9 milijarde let po velikem udaru, zelo aktivnem času zvezdastih tvorb v galaksijah.
Izračuni skupine Durham, ki jih podpirajo znanstveniki na Universidad Catolica v Santiagu v Čilu, se lahko preskusijo z novimi opažanji, ki segajo v zgodnje faze v zgodovini vesolja skoraj milijardo let po velikem udaru. Profesor Keith Mason, izvršni direktor sveta za znanost in tehnologijo, je dejal: „Računalniška kozmologija igra pomembno vlogo pri našem razumevanju vesolja. Te simulacije ne samo da nam omogočajo, da se s časom ozremo k zgodnjemu vesolju, ampak dopolnjujejo delo in opažanja naših astronomov. "
Ta slika prikazuje vesoljski časopis, 13,6 milijarde let po velikem udaru. Galaksije zdaj ne tvorijo zvezde tako hitro, kot so bile v preteklosti.
Ekipa upa, da bodo nadaljnje preučevanje in simulacije učinkov temne snovi na galaksije pomagalo astronomom, da se naučijo več o tem, kaj je ta vseprisotna snov.
Vir: Svet za znanost in tehnologijo
Inštitut za računalniško kozmologijo, Univerza v Durhamu
Oddelek za fiziko, Univerza v Durhamu
