Вчені показали, як розвивався наш Всесвіт після Великого вибуху (ФОТО)

Астрофізики створили саму деталізовану модель Всесвіту. Формування галактик - це складний танець матерії та енергії, що розгортається в космічних масштабах і триває мільярди років. До цього дня залишається загадкою, як з Великого вибуху виникла та різноманітність структур і динамік, які ми спостерігаємо сьогодні.

У пошуку відповідей міжнародна команда вчених створила саму деталізовану масштабну модель Всесвіту. Симуляцію назвали TNG50.

У цьому віртуальному всесвіті, що розтягнувся на 230 мільйонів світлових років, перебувають десятки тисяч  галактик, що розвиваються. Такий рівень деталізованості раніше був тільки в моделях з одного галактикою. Симуляція відстежує рух понад 20 мільярдів частинок, що ілюструють темну матерію, гази, зірки і надмасивні чорні діри. Модель охоплює їх рух за 13,8 мільярда років.

Така точність і масштаб дозволили вченим заглянути в минуле нашого всесвіту і дізнатися, як сформувалися деякі галактики з дивною формою і як вибухи зірок і чорні діри запустили цю галактичну еволюцію.

Розробкою моделі TNG50 займалася команда IllustrisTNG Project. Їх мета - заповнити всі прогалини в наших знаннях про те, як розвивався наш Всесвіт після Великого вибуху, створивши наймасштабнішу модель, не жертвуючи при цьому деталями окремих галактик.

У такий чіткості була своя ціна. Над створенням симуляції більше року "працювали" 16 000 процесорів в суперкомп'ютері Hazel Hen в Штутгарті (Німеччина). Простому комп'ютеру для виконання тих же обчислень треба було б 15 000 років.

Автори впевнені, що це було того варте.

«Обчислювальні експерименти такого роду особливо успішні, тому що ви отримуєте більше, ніж вклали», - пояснює співавтор статті Ділан Нельсон з Інституту астрофізики Макса Планка. - «У нашій симуляції ми бачимо феномени що не були запрограмовані в коді. Ці феномени проявилися природно, завдяки складній взаємодії базових фізичних інгредієнтів нашої моделі всесвіту ».

Ці феномени можуть зіграти велику роль в нашому розумінні того, як Всесвіт став таким, яким він є сьогодні, 13,8 мільярда років після Великого вибуху.

TNG50 дозволила вченим побачити, як незабаром після народження Всесвіту з хмар газу могли з'явитися перші галактики. Природним шляхом з'явилися звичні нам дискові галактики з усіма їх спіральними рукавами і Балчі.

Коли галактики почали приймати плоску форму дисків, що обертаються, з'явився ще один феномен. Наднові і надмасивні чорні діри в центрі кожної галактики почали створювати високошвидкісні сплески газу. Ці сплески перетворювалися в фонтани, витягаючи на тисячі світлових років над площиною галактики.

Під силою тяжіння основна частина цього виплеснутого газу поверталася в диск, розподіляючись по зовнішніх шарах. Такі потоки не тільки переробляли елементи для нових зірок, а й змінювали структуру галактики. Ці гази прискорювали трансформацію галактики в тонкий обертовий диск.

Аналіз моделі не закінчений. Також команда повідомила, що планує викласти дані симуляції у відкритий доступ.

Фото: TNG Collaboration / pixabay.com