Forskere skaber millioner af virtuelle universer for at forstå den kosmiske historie



At observere universet gennem teleskoper kan give nogle ledetråde til, hvordan galakser kom til at være, men at se på millioner af virtuelle universer på en supercomputer gav forskere mere indsigt i galaksdannelse og den rolle, som mørk materie spiller i den.

Et team af forskere fra University of Arizona genererede millioner af universalsimuleringer, der hver fulgte efter en anden teori om galaksdannelse. Hvert simulerede univers indeholdt 12 millioner galakser, der dannede sig mellem 400 millioner år efter Stort brag og i dag.

"Vi samlet 20 år med astronomiske observationer," fortalte Peter Behroozi, adjunkt ved University of Arizona Department of Astronomy, som ledede undersøgelsen, til Space.com. "Det gav os en masse information om universet – hvor mange galakser der er, hvor hurtigt ser de ud til at vokse og er mange af dem tæt sammen i en del af himlen, eller er de tilfældigt fordelt."

Relaterede: Fantastiske billeder af vores milky Way Galaxy (Galleri)

Resultaterne fra de "virtuelle universumaskiner" afslørede noget overraskende over stjernedannelse. Forskere havde almindeligvis troet, at stjernedannelse var mindre effektiv i det tidlige univers med den energi, der udsendes sorte huller og supernovaeksplosioner tænkte at kvæle fødslen af ​​nye stjerner i galakser.

Den nylige undersøgelse viste imidlertid, at stjernedannelse kan have været mere effektiv i det tidlige univers, hvilket antyder, at sorte huller og døende stjerner spiller en mindre rolle i at forhindre stjernedannelse.

"Alle tidligere simuleringer så ud til at pege på, at galakser ikke danner stjerner så let i det tidlige univers," sagde Behroozi. "Men vi fandt det modsatte, at stjernedannelsen var mere effektiv, da vi gik tilbage i universets tidlige historie."

I det unge univers, supermassive sorte huller fundet i midten af ​​de fleste galakser udsendte store mængder energi, da de fodrede omgivende stof. Dette forhindrede gas i at køle ned og kollapse i de tætte lommer, der føder stjerner. Derudover ville stråling udsendt af supernovaeksplosioner fra døende stjerner forhindre gassen i at køle ned – som det ville mørkt stof, som var tættere i den tidlige kosmiske historie og ville holde gassen ved høje temperaturer.

For at teste denne teori skabte forskerne simulerede universer, hvor galakser stadig producerede stjerner. I andre simulerede universer, dem, hvor galakser ophørte med at producere stjerner tidligt, havde galakserne en anden farve end dem, vi ser på himlen.

”Når galaksen holder op med at danne stjerner… galaksenes farve ændres fra blåt til rødt, "Sagde Behroozi. Det skyldes, at sådanne galakser vil indeholde færre lysende, blå stjerner, som normalt dør ud før, men vil have mere aldrende, røde stjerner.

"Hvis galakser opførte sig som vi troede og stoppede med at danne stjerner tidligere, ville vores faktiske univers være farvet alt forkert," tilføjede Behroozi.

Behroozi og hans team sagde, at de planlægger at bruge den virtuelle universemaskine, som det tog et årti at oprette, for at se, hvordan galaksernes former udviklede sig over tid.

Undersøgelsen blev offentliggjort 9. august i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society tidsskrift.

Følg Passant Rabie på Twitter @passantrabie. Følg os på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.