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

Астрономы выяснили, что черные дыры выбрасывают обратно почти половину поглощенного вещества

Астрономы выяснили, что черные дыры выбрасывают обратно почти половину поглощенного вещества

Ученые выяснили возможное происхождение трех спутников Нептуна — всему виной Тритон

Ученые выяснили возможное происхождение трех спутников Нептуна — всему виной Тритон

Китай предложил новый способ защиты Земли от астероидов с помощью ядерного взрыва

Китай предложил новый способ защиты Земли от астероидов с помощью ядерного взрыва

Самые завораживающие экзопланеты, известные человечеству: миры, которые меняют представление о Вселенной

Самые завораживающие экзопланеты, известные человечеству: миры, которые меняют представление о Вселенной

Искусственный интеллект помог астрономам обнаружить редкие квазары-гравитационные линзы

Искусственный интеллект помог астрономам обнаружить редкие квазары-гравитационные линзы

«Роскосмос» раскрыл секрет эффектных снимков старта ракеты «Союз» без пересвета

«Роскосмос» раскрыл секрет эффектных снимков старта ракеты «Союз» без пересвета

NASA отправит два зонда CAPSTONE 02 к Луне для испытаний будущих миссий Artemis

NASA отправит два зонда CAPSTONE 02 к Луне для испытаний будущих миссий Artemis

Астрономы измерили точный размер IC 1101 – самой большой из известных галактик

Астрономы измерили точный размер IC 1101 – самой большой из известных галактик

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Возможно ли клонировать неандертальца? Мифы, технологические возможности и биоэтика

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Во Вселенной больше звезд, чем песчинок на Земле. И это не преувеличение

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Что NASA готовит после МКС: самые амбициозные космические миссии ближайших лет

Ученые нашли новый способ ослабить травматические воспоминания при ПТСР, не стирая память

Ученые нашли новый способ ослабить травматические воспоминания при ПТСР, не стирая память

Технический директор Microsoft запустил Doom внутри MS Paint — игра работает с частотой до 35 FPS

Технический директор Microsoft запустил Doom внутри MS Paint — игра работает с частотой до 35 FPS

Google показала Pixel 11 Pro Fold в новом тизере перед официальной презентацией

Google показала Pixel 11 Pro Fold в новом тизере перед официальной презентацией

Создатель первой советской атомной бомбы разработает оборудование для производства российских чипов

Создатель первой советской атомной бомбы разработает оборудование для производства российских чипов