Kako je izgledao Svemir rano u svojoj povijesti, samo 500 milijuna godina nakon Velikog praska? Trenutačno nemamo mogućnost toliko „gledanja“ unatrag s našim teleskopima, ali kozmolozi sa Sveučilišta Durham u Velikoj Britaniji koristili su računalnu simulaciju kako bi predvidjeli kako će se vrlo rano Svemir pojaviti. Slike prikazuju "Kozmičku zoru" i izračunavaju formiranje prvih velikih galaksija. Simulacija također pokušava otkriti ulogu koju tamna tvar igra u formiranju galaksija. "Učinkovito se gledamo unatrag i time se nadamo da ćemo naučiti kako su napravljene galaksije poput naše i razumjeti više o tamnoj materiji", rekao je Alvaro Orsi, vodeći autor studije Instituta za računalnu kozmologiju Sveučilišta Durham (ICC) ). "Prisutnost tamne materije je ključ za izgradnju galaksija - bez tamne materije ne bismo bili danas ovdje."
Na slikama dobivenim računalnom simulacijom, zeleni kovitlaci predstavljaju tamnu tvar, za koju znanstvenici kažu da je bitan sastojak u stvaranju galaksija, dok krugovi pokazuju brzinu stvaranja zvijezda u galaksijama. Različiti krugovi u boji predstavljaju različitu svjetlinu stvaranja zvijezda, a žuto je najsvjetlije. Gornja slika prikazuje Svemir kakva je bila 590 milijuna godina nakon Velikog praska, a slika ispod pokazuje Svemir 1 milijardu godina nakon Velikog praska, kako stope formiranja zvijezda počinju rasti.
Prve galaksije stvorene su od krhotina masivnih zvijezda koje su eksplozivno umrle nedugo nakon početka Svemira. Durhamov izračun predviđa mjesto pojavljivanja ovih galaksija i njihov razvoj do danas, više od 13 milijardi godina kasnije. Iako su današnje galaksije veće, sada ne oblikuju zvijezde tako brzo kao ranije. "Naše istraživanje predviđa koje galaksije rastu formiranjem zvijezda u različito vrijeme povijesti svemira i kako se one odnose na tamnu tvar", rekao je koautor dr. Carlton Baugh. "Mi dajemo računalu ono što mislimo da je recept za stvaranje galaksija i vidimo što se proizvodi, a zatim se testira na promatranjima stvarnih galaksija."
Ogromna simulacija pokazuje kako strukture rastu u tamnoj materiji s modelom koji pokazuje kako se normalna materija, poput plina, ponaša kako bi predviđala kako galaksije rastu. Plin osjeća gravitaciju iz tamne materije i zagrijava se prije hlađenja ispuštajući zračenje i pretvarajući se u zvijezde. Simulacijske slike pokazuju koje galaksije najjače formiraju zvijezde u određenom trenutku. Slika ispod pokazuje svemir 1,9 milijardi godina nakon Velikog praska, vrlo aktivno vrijeme formiranja zvijezda u galaksijama.
Proračuni Durhamovog tima, koji su podržali znanstvenici na Universidad Catolica u Santiago u Čileu, mogu se testirati na temelju novih opažanja koja sežu u rane faze povijesti Svemira gotovo milijardu godina nakon Velikog praska. Profesor Keith Mason, izvršni direktor Vijeća za nauku i tehnologiju, rekao je: „Računalna kosmologija igra važnu ulogu u našem razumijevanju svemira. Ne samo da nam ove simulacije omogućuju pogled unatrag u rani Svemir, već nadopunjuju rad i zapažanja naših astronoma. "
Na ovoj slici prikazuje se Space Magazine, 13,6 milijardi godina nakon Velikog praska. Galaksije sada ne stvaraju zvijezde tako brzo kao ranije.
Tim se nada da će daljnje proučavanje i simulacija utjecaja tamne materije na galaksije pomoći astronomima da nauče više o tome što je ta sveprisutna tvar.
Izvor: Vijeće za znanost i tehnologiju
Institut za računsku kozmologiju, Sveučilište Durham
Odjel za fiziku, Sveučilište Durham
