Астрофизики нашли «элегантное» объяснение структуры Вселенной

Carnegie Institution for Science

Вселенная полна миллиардов галактик, но их распределение далеко от однородного. В течение многих лет ученые пытались понять, как она формировалась и росла. Последнее исследование астрономов, проведенное с помощью телескопа Магеллана Бааде в обсерватории Лас-Кампанас в Чили, помогло раскрыть эту фундаментальную тайну. Результаты научной работы были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Наша тактика позволяет на интуитивном уровне понять то, как гравитация стимулировала рост космических структур с начала формирования Вселенной», - рассказал соавтор исследования Эндрю Бенсон. «Это прямой, основанный на наблюдениях тест одного из столпов космологии», - добавил он.

Считается, что первые галактики начали образовываться через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Когда горячая материя начала остывать, частицы объединились в газообразный водород. В результате некоторые регионы оказались более плотными, чем другие. В конце концов, их гравитация преодолела внешнюю траекторию Вселенной, а материя разрушилась, образуя первые скопления космических структур.

Различия в плотности, которые позволяли формировать большие и малые галактики в одних областях и оставлять другие пустыми, уже многие годы волнуют умы ученых. Однако до сих пор все моделирования астрономов сталкивались с математическими ограничениями.

«Гравитационные взаимодействия, происходящие между всеми частицами во Вселенной, слишком сложны, чтобы объяснить их простой математикой», - пояснил Бенсон. Таким образом, астрономы либо использовали математические приближения, которые ставили под угрозу точность моделей, либо большие компьютерные симуляции, которые численно моделировали все взаимодействия между галактиками, но не учитывали их между всеми частицами.

Сегодня ученые впервые продемонстрировали, что рост отдельных протоструктур может быть рассчитан, а затем усреднен для космического пространства в целом. Таким образом было установлено, что более плотные сгустки материи разрастались быстрее, а менее плотные - медленнее. После этого они сработали «в обратном направлении» и определили первоначальные распределения, а также скорость колебаний плотности, что в конечном итоге стало крупномасштабными структурами, которые и определили местоположение галактик, наблюдаемое сегодня.

«Все оказалось просто и элегантно», - заключили астрономы

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: