Газ, пыль и химия. Ученые смоделировали раннюю Вселенную и объяснили, как формировались галактики

Ученые смогли воссоздать формирование галактик в ранней Вселенной с помощью новых симуляций, которые точнее учитывают газ, пыль и химию. Это объясняет появление крупных галактик раньше, чем ожидалось, без нарушения действующей космологической модели.

Об этом пишет издание Science alert.

После Большого взрыва Вселенная была горячей плазмой, которая в течение сотен миллионов лет охлаждалась, пока не появились первые звезды и галактики. Этот период невозможно наблюдать напрямую, поэтому ученые используют компьютерные симуляции.

Новый проект COLIBRE учитывает больше физических процессов, чем предыдущие модели. В частности, он подробнее описывает холодный газ, пыль и потоки вещества, которые создают звезды и черные дыры.

Астроном Евгений Чайкин из Leiden University объяснил, что ранние данные с James Webb Space Telescope сначала казались противоречащими стандартной модели Вселенной. Но после более точного учета физических процессов модель согласуется с наблюдениями.

Симуляция фактически создает «виртуальную Вселенную», где задают начальные условия и законы физики, а затем наблюдают результат. Самые большие расчеты длились около 72 миллионов часов процессорного времени.

Исследователи также учли пыль, которая существует в трех типах и двух размерах. Она влияет на формирование молекул и распространение излучения во Вселенной.

В результате ученые получили модель, которая очень похожа на реальную Вселенную. Физик Карлос Фрэнк из Durham University отметил, что смоделированные галактики имеют те же свойства, что и реальные, в частности количество, размеры, цвета и яркость.

Несмотря на это, некоторые вопросы остаются открытыми. В частности, до сих пор не объяснено явление так называемых «малых красных точек», которые обнаружил телескоп JWST. Их связывают либо с большими звездами, либо с черными дырами, но точного ответа пока нет.