Астрофизики имитируют микроскопические скопления с Большого взрыва

26 / 3 / 2021 07:29
Астрофизики имитируют микроскопические скопления с Большого взрыва - фото
Результаты моделирования показывают рост крошечных, очень плотных структур вскоре после фазы инфляции в самой ранней Вселенной. Между начальным и конечным состояниями в моделировании (вверху слева и справа соответственно), показанная область увеличилась до десяти миллионов раз от первоначального объема, но все еще в разы меньше, чем внутренняя часть протона. Увеличеный комок внизу слева имел бы массу около 20 кг. Jens Niemeyer, University of Göttingen

Первые моменты Вселенной можно реконструировать математически, хотя их невозможно наблюдать непосредственно.

Об этом рассказывают в Геттингенском университете.

Физики из Геттингенского и Оклендского университетов (Новая Зеландия) значительно улучшили способность сложных компьютерных моделирований для описания этой ранней эпохи. Они обнаружили, что сложная сеть структур может сформироваться в течение первой триллионной доли секунды после Большого взрыва. Поведение этих объектов имитирует распределение галактик в современной Вселенной. Однако, в отличие от сегодняшнего дня, эти начальные структуры микроскопически малы. Типичные комочки имеют массу всего несколько граммов и помещаются в объемы, значительно меньше современных элементарных частиц. Результаты исследования были опубликованы в журнале "Physical Review D".

Исследователи смогли наблюдать за развитием регионов с большей плотностью, которые удерживаются вместе за счет собственной гравитации. "Физическое пространство, представленное нашей симуляцией, поместилось бы в одном протоне миллион раз", - говорит профессор Йенс Нимейер, руководитель Группы астрофизической космологии в Университете Геттингена. "Это, наверное, самое большое моделирование малейшей области Вселенной, проведенное до сих пор". Эти моделирования позволяют рассчитать более точные прогнозы свойств этих остатков с самого начала Вселенной.

Несмотря на то, что моделируемые компьютером структуры были бы очень недолговечными и, наконец, "испарились" бы на стандартные элементарные частицы, следы этой экстремальной ранней фазы могут быть обнаружены в будущих экспериментах. "Формирование таких структур, а также их движения и взаимодействия, должны были создавать фоновый шум гравитационных волн", - говорит Бенедикт Еггмейер, аспирант группы Нимейера и первый автор исследования. "С помощью нашего моделирования мы можем рассчитать силу этого сигнала гравитационных волн, который может быть измеренным в будущем".

Также можно предположить, что при коллапсе этих структур могли бы образовываться мелкие черные дыры. Если это произойдет, то они могут иметь наблюдаемые последствия сегодня, или стать частью таинственной темной материи во Вселенной. "С другой стороны, - говорит профессор Истер, - если моделирования предусматривают образование черных дыр, и мы их не видим, тогда мы найдем новый способ испытать модели младенческой Вселенной".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.


Комментарии:

Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie