Астрономы моделируют раннюю Вселенную и рождение первых галактик
Международное сотрудничество астрономов создало самую подробную модель ранних стадий Вселенной. Моделирование можно увидеть на видео ниже, показывающем первый свет, распространяющийся сквозь тьму в период, называемый эпохой реионизации , около 13 миллиардов лет назад.
Это период, когда атомы водорода стали ионизированными и позволили свету распространиться по Вселенной, и сформировались самые ранние галактики . Этот период был хаотичным и трудным для моделирования, что было проблемой при создании этой симуляции Thesan, которая была разработана учеными из Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и Института астрофизики Макса Планка.
«У большинства астрономов нет лабораторий для проведения экспериментов. Масштабы пространства и времени слишком велики, поэтому мы можем проводить эксперименты только на компьютерах», — сказал автор Рахул Каннан, астрофизик из Центра астрофизики Гарварда. , в заявлении . «Мы можем использовать основные уравнения физики и основные теоретические модели для моделирования того, что происходило в ранней Вселенной».
Команда создала самую подробную на сегодняшний день симуляцию того, каким мог быть этот период, охватывающую площадь в 300 миллионов световых лет и проходящую через первый миллиард лет после Большого взрыва.
Поскольку это произошло так давно, очень трудно наблюдать свидетельства того периода. Однако новые телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), смогут увидеть очень далекие галактики, а поскольку свету требуется время, чтобы преодолеть такие расстояния, наблюдение за этими галактиками похоже на оглядывание назад во времени. Исследователи надеются, что эти новые телескопы смогут собирать данные, которые они смогут сравнить с их моделированием.
«Многие онлайн-телескопы, такие как JWST, специально предназначены для изучения этой эпохи», — сказал Каннан. «Вот где наши симуляции приходят на помощь; они помогут нам интерпретировать реальные наблюдения этого периода и понять, что мы видим».
Возможность сравнить реальные данные с симуляцией может рассказать больше об этом периоде. «И это самое интересное», — сказал соавтор Марк Фогельсбергер, адъюнкт-профессор физики в Массачусетском технологическом институте. «Либо наши симуляции и модель Thesan согласуются с тем, что находит JWST, что подтвердит нашу картину Вселенной, либо будут значительные разногласия, показывающие, что наше понимание ранней Вселенной неверно».
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .