Ученые представляют новую модель ранней Вселенной

Большой взрыв неизменно привлекает наше внимание больше всех остальных научных теорий: величественный взрыв, в ходе которого произошло рождение нашей Вселенной. Но что было после Большого взрыва?

В течение примерно 100 миллионов лет Вселенная была погружена во тьму.

Когда в космосе наконец зажглись самые первые звезды, они были больше по размерам и ярче, чем звезды всех последующих поколений. Они излучали в ультрафиолетовом диапазоне настолько интенсивно, что превратили атомы окружающего их газа в ионы. Космический рассвет – начинающийся с появления первых звезд и продолжавшийся до завершения этой «космической реионизации» - занял в общей сложности примерно один миллиард лет.

«Откуда появились эти звезды? Каким образом они превратились в галактики – формируя Вселенную, наполненную радиацией и плазмой – которые мы наблюдаем сегодня? Именно эти вопросы являются для нас ключевыми», - сказал профессор Майкл Норман (Michael Norman), директор Суперкомпьютерного центра Сан-Диего, США, и главный автор нового исследования.

Команда Нормана решает математические уравнения в кубической виртуальной Вселенной.

«Мы потратили более 20 лет на совершенствование этого компьютерного кода, чтобы глубже понять Космический рассвет».

В этой модели рассчитывается формирование первых звезд Вселенной. Уравнения модели описывают движение и химические реакции внутри облаков газа, существовавших во Вселенной до того момента, когда она стала прозрачной для света, а также мощное гравитационное воздействие со стороны невидимой темной материи.

Самые первые тяжелые элементы формировались во Вселенной в результате взрывов первых звезд, состоявших почти исключительно из водорода и гелия. Модель содержит уравнения, описывающие обогащение Вселенной тяжелыми элементами.

«Переход был стремительным: в течение 30 миллионов лет все звезды стали обогащены металлами. Звезды новых поколений, формирующиеся в галактиках, имели меньшие размеры и были намного более многочисленными, по сравнению с первичными звездами, поскольку между металлами стали возможными химические реакции», - пояснил Норман.

Возросшее число реакций в облаках газа позволило им фрагментироваться и формировать большое число звезд, расположенных внутри «нитей» с пониженной плотностью газа, где объединяющиеся элементы излучают энергию в окружающее пространство – вместо того, чтобы передавать ее друг другу.

«На этом этапе мы наблюдаем первые объекты Вселенной, которые могут быть по праву названы галактиками: комбинацию темной материи, обогащенного металлами газа и звезд», отмечает Норман.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Источник