Как зажигались огни. Ученые показали, как выглядела ранняя Вселенная

25.03.2022

Было время, когда наша Вселенная представляла собой непрозрачное, лишенное света море бурлящего газа. Однако через миллиард лет после зарождения Вселенной все изменилось. Излучение первых звезд и галактик вызвало драматические изменения, позволив свету свободно течь по всему электромагнитному спектру.

Новая симуляция, названная в честь этрусской богини утренней зари Thesan, позволила ученым исследовать темные века Вселенной. Это новый инструмент для детального просмотра того, как мог зажечься свет на Космическом Рассвете. И это невероятно красиво.

«Thesan действует как мост к ранней Вселенной, — сказал физик Аарон Смит из Института астрофизики и космических исследований им. Кавли Массачусетского технологического института.  — Она призвана служить идеальным аналогом моделирования для будущих средств наблюдения, которые готовы коренным образом изменить наше понимание космоса».

Как только Вселенная достаточно остыла, протоны и электроны начали рекомбинировать в нейтральные атомы водорода. Это означало, что свет, наконец, мог путешествовать в космосе. Когда первые звезды и галактики начали формироваться примерно через 150 миллионов лет после Большого взрыва, их ультрафиолетовый свет постепенно повторно ионизировал нейтральный водород, вездесущий во Вселенной. Что позволило свободно распространяться всему спектру электромагнитного излучения — это была эпоха реионизации.

Примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва Вселенная была полностью реионизирована. Однако что было до  отметки в  миллиард лет ученые с помощью нынешних инструментов увидеть не могут. 

«У большинства астрономов нет лабораторий для проведения экспериментов. Масштабы пространства и времени слишком велики, поэтому мы можем проводить эксперименты только на компьютерах, — отметил астрофизик Рахул Каннан  из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. — Мы можем использовать основные уравнения физики и основные теоретические модели для моделирования того, что происходило в ранней Вселенной».

Поэтому исследователи создали созданную на компьютере симуляцию того, как свет взаимодействовал с окружающим газом и реионизировал  его во время Космической Зари.  Симуляция является наиболее подробным представлением эпохи реионизации, отражающим физику в масштабах, в миллион раз меньших, чем моделируемые регионы. Это дает беспрецедентный взгляд на то, как ранние галактики формировались и взаимодействовали с газом ранней Вселенной. Он показывает постепенное изменение по мере того, как свет начинает просачиваться через Вселенную.

Фото: newsweek

 

Нет комментариев