Jak vypadal vesmír na počátku své historie, pouhých 500 milionů let po Velkém třesku? V současné době s našimi dalekohledy nemůžeme skutečně „ohlédnout“, ale kosmologové z Durhamské univerzity ve Velké Británii použili počítačovou simulaci k předpovědi, jak by se objevil velmi časný vesmír. Snímky zobrazují „kosmický úsvit“ a vypočítávají vznik prvních velkých galaxií. Simulace se také pokouší rozeznat roli, kterou temná hmota hrála ve formování galaxie. "Efektivně se ohlédneme zpět v čase, a tak doufáme, že se naučíme, jak se vyráběly galaxie jako naše vlastní, a abychom pochopili více o temné hmotě," řekl Alvaro Orsi, hlavní autor studie z Ústavu pro výpočetní kosmologii Durhamské univerzity (ICC) ). "Přítomnost temné hmoty je klíčem k budování galaxií - bez temné hmoty bychom tu dnes nebyli."
V obrazech vytvořených počítačovou simulací představují zelené víry temnou hmotu, o níž vědci tvrdí, že je nezbytnou součástí formování galaxií, zatímco kruhy ukazují rychlost formování hvězd v galaxiích. Různé barevné kruhy představují různou svítivost formování hvězd, přičemž žlutá je nejjasnější. Horní obrázek zachycuje vesmír tak, jak to bylo 590 milionů let po Velkém třesku, a níže uvedený obrázek ukazuje vesmír 1 miliardu let po Velkém třesku, protože se začaly zvyšovat rychlosti formování hvězd.
Úplně první galaxie byly vytvořeny z úlomků hmotných hvězd, které explozivně zahynuly krátce po začátku vesmíru. Durhamův výpočet předpovídá, kde se tyto galaxie objevují a jak se vyvíjejí dodnes, o více než 13 miliard let později. Ačkoli dnes jsou galaxie větší, netvoří hvězdy tak rychle, jako tomu bylo v minulosti. "Náš výzkum předpovídá, které galaxie rostou formací hvězd v různých časech v historii vesmíru a jak se tyto vztahují k temné hmotě," řekl spoluautor Dr. Carlton Baugh. "Dáváme počítači, co si myslíme, že je recept na formování galaxie, a vidíme, co se vyrábí, které je pak testováno na základě pozorování skutečných galaxií."
Masivní simulace ukazuje, jak struktury rostou v temné hmotě, přičemž model ukazuje, jak se normální hmota, jako je plyn, chová k předpovídání růstu galaxií. Plyn pociťuje gravitační tah tmavé hmoty a před ochlazováním se zahřívá uvolněním záření a proměněním v hvězdy. Simulační obrazy ukazují, které galaxie vytvářejí hvězdy nejsilněji v daném čase. Obrázek níže ukazuje vesmír 1,9 miliardy let po Velkém třesku, velmi aktivní době hvězdných formací v galaxiích.
Výpočty týmu Durham, podporované vědci z Universidad Catolica v Santiagu v Chile, lze testovat na základě nových pozorování sahajících až do raných stadií v historii vesmíru téměř miliardu let po Velkém třesku. Profesor Keith Mason, generální ředitel Rady pro vědecká a technologická zařízení, řekl: „Počítačová kosmologie hraje důležitou roli v našem chápání vesmíru. Tyto simulace nám nejen umožňují nahlédnout v čase do raného vesmíru, ale doplňují práci a pozorování našich astronomů. “
Tento obrázek ukazuje časopis o vesmíru, 13,6 miliard let po Velkém třesku. Galaxie netvoří hvězdy tak rychle, jako tomu bylo v minulosti.
Tým doufá, že další studium a simulace účinků temné hmoty na galaxie pomohou astronomům dozvědět se více o této všudypřítomné látce.
Zdroj: Rada pro vědecká a technologická zařízení
Institut pro výpočetní kosmetiku, Durham University
Katedra fyziky, Durham University
