Ученые воссоздадут самые первые структуры во Вселенной

Астрофизики моделируют микроскопические скопления, образовавшиеся в результате Большого взрыва

Ученые воссоздадут самые первые структуры во Вселенной

Самые первые моменты Вселенной можно реконструировать математически, хотя их нельзя наблюдать напрямую. Физики из университетов Геттингена и Окленда (Новая Зеландия) значительно улучшили возможности сложных компьютерных симуляций для описания этой ранней эпохи. Они обнаружили, что сложная сеть структур может образоваться за первую триллионную долю секунды после Большого взрыва.

Поведение этих объектов имитирует распределение галактик в современной Вселенной. Однако в отличие от сегодняшнего дня эти первичные структуры микроскопически малы. Типичные сгустки имеют массу всего несколько граммов и умещаются в объемах, намного меньших, чем современные элементарные частицы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review D.

Ученые воссоздадут самые первые структуры во Вселенной

Источник: Геттингенский университет.

Результаты моделирования показывают рост крошечных чрезвычайно плотных структур очень скоро после фазы надувания очень ранней Вселенной. Между начальным и конечным состояниями в моделировании (вверху слева и справа соответственно) показанная область увеличилась в десять миллионов раз по сравнению с начальным объемом, но все же во много раз меньше, чем внутреннее пространство протона. Увеличенный комок внизу слева имел бы массу около 20 кг.

Исследователи смогли наблюдать развитие областей с более высокой плотностью, которые удерживаются вместе собственной гравитацией.

Профессор Йенс Нимейер, глава группы астрофизической космологии в Геттингенском университете, говорит:

Физическое пространство, представленное нашей симуляцией, могло бы поместиться в один протон миллион раз. Это, вероятно, самая масштабная симуляция самой маленькой области Вселенной, которая была проведена до сих пор. Эти симуляции позволяют делать более точные предсказания свойств этих остатков с самого начала Вселенной.

Хотя смоделированные компьютером структуры будут очень недолговечными и в конечном итоге "испарится" в стандартные элементарные частицы, следы этой чрезвычайно ранней фазы могут быть обнаружены в будущих экспериментах. Формирование таких структур, а также их движения и взаимодействия должны были вызвать фоновый шум гравитационных волн. С помощью нового моделирования мы можем вычислить силу этого сигнала гравитационной волны, которую можно будет измерить в будущем.

Также возможно, что крошечные черные дыры могут образоваться, если эти структуры испытают безудержный коллапс. Если это произойдет, они могут иметь наблюдаемые последствия сегодня или стать частью таинственной темной материи во Вселенной. С другой стороны, — говорит профессор Истер, — если моделирование предсказывает образование черных дыр, а мы их не видим, то мы найдем новый способ тестирования моделей молодой Вселенной.

Читайте также

Ученые превратили 27 лет наблюдений за черной дырой в «видео» и заметили неожиданное поведение плазмы

Ученые превратили 27 лет наблюдений за черной дырой в «видео» и заметили неожиданное поведение плазмы

Таинственные огни над Тегераном вызвали споры о дронах и НЛО

Таинственные огни над Тегераном вызвали споры о дронах и НЛО

Нейтрино могут определять, превратится ли умирающая звезда в черную дыру

Нейтрино могут определять, превратится ли умирающая звезда в черную дыру

Осеннее равноденствие наступит 23 сентября, но день и ночь не будут равны

Осеннее равноденствие наступит 23 сентября, но день и ночь не будут равны

На Марсе хотят добывать ракетное топливо из CO2

На Марсе хотят добывать ракетное топливо из CO2

Астрономы наблюдают «возрожденную» звезду, меняющуюся прямо на глазах

Астрономы наблюдают «возрожденную» звезду, меняющуюся прямо на глазах

На Луне обнаружили крупнейший новый кратер — он образовался всего два года назад

На Луне обнаружили крупнейший новый кратер — он образовался всего два года назад

Пик Орионид и яркий Сатурн: что смотреть в небе в октябре

Пик Орионид и яркий Сатурн: что смотреть в небе в октябре

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Как ученые на «Конкорде» устроили погоню за солнечным затмением и растянули семь минут до 74

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Британский визионер хочет запустить максимально дешевую миссию к Альфа Центавра

Китай готовит к испытаниям сверхзвуковой самолет TMS-10 со скоростью до Маха 2

Китай готовит к испытаниям сверхзвуковой самолет TMS-10 со скоростью до Маха 2

AX Gaming представила RTX 5070 с «ароматом осени» и аниме-дизайном

AX Gaming представила RTX 5070 с «ароматом осени» и аниме-дизайном

Физики хотят использовать гибридные частицы света в сверхбыстрых оптических чипах

Физики хотят использовать гибридные частицы света в сверхбыстрых оптических чипах

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей

В МИФИ научили нейросети распознавать ложь и скрытые мотивы людей