Астрофизики делают симуляции «машины времени», изучая жизненный цикл галактик
Исследователи впервые создали компьютерные симуляции, которые воссоздают полный жизненный цикл некоторых из крупнейших скоплений галактик, наблюдаемых в далекой Вселенной, существовавших 11 миллиардов лет назад.
Новое исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, о разработке рассказывает EurekAlert.
Космологические симуляции имеют важное значение для изучения того, как Вселенная стала такой, какой является сегодня. Однако большинство существующих симуляций такого рода применялись к нашей локальной вселенной, то есть воссоздавали небесные объекты, находящиеся близко к Земле.
Группа исследователей из Физико-математического института им. Кавли (Япония) работала над далекими массивными протоскоплениями галактик, которые являются предками современных галактик.
«Мы хотели разработать полную виртуальную симуляцию реальной далекой вселенной, чтобы увидеть, как начинаются галактики и чем они закончатся», — сказал руководитель исследования Метин Ата.
Один из авторов работы, профессор Хи-Ган Ли, сказал, что разработка симуляции очень похожа на создание машины времени. Поскольку свет из далекой Вселенной только сейчас достигает Земли, галактики, наблюдаемые телескопами сегодня, являются моментальным снимком прошлого.
«Это все равно, что найти старую черно-белую фотографию своего дедушки и снять видео о его жизни», — отметил он.
Исследователи использовали снимки молодых галактик-прародителей. Свет от них преодолел 11 миллиардов лет, чтобы достичь нас. Самым сложным было учесть огромный масштаб объектов.
«Это то, что очень важно для жизни этих структур. Если его не учитывать, то получаются совсем другие ответы. Мы смогли постоянно учитывать крупномасштабную среду, поэтому наш прогноз более стабилен», — сказал Ата.
Еще одна важная причина, по которой исследователи создали эти симуляции, заключалась в проверке Стандартной космологической модели, которая используется для описания Вселенной. Предсказывая конечную массу и окончательное распределение космических объектов в заданном пространстве, исследователи могут выявить ранее необнаруженные несоответствия в нашем нынешнем понимании Вселенной.
Используя свои симуляции, исследователи смогли найти доказательства существования трех уже известных протоскоплений галактик и опровергнуть открытие одной. Кроме того, смогли найти еще пять ранее неизвестных структур, которые раз за разом формировались в их симуляциях. Сюда входит прото-сверхскопление Гиперион, крупнейшее и самое раннее из известных сегодня прото-сверхскоплений, масса которого в 5000 раз превышает массу нашей галактики Млечный Путь.
