Около 380,000 лет назад после Большого взрыва, когда свет уже мог свободно перемещаться в пространстве, вселенная была похожа на «бульон» из различных частиц. Но как вселенной удалось достичь такой эволюции от полного хаоса до впечатляющей конфигурации галактик, звезд и планет?
Современный проект моделирования «EAGLE» (Эволюция и Собрание Галактик и их окружающей среды) подтверждает и подробно показывает то, что так долго оставалось лишь догадками. Маленькие флуктуации (колебания) плотности ранней вселенной, под действием гравитации постепенно сворачивались в плотные комки и нити. Затем из водорода и гелия появились первые звезды и галактики. Процесс моделирования «EAGLE» начинается как раз до момента образования первых звезд и галактик. Используя данные, полученные с помощью космических телескопов «COBE», «WMAP» и «Planck», ученые установили ключевые параметры, необходимые для осуществления компьютерного моделирования. Эти данные включают значения плотности темной материи, плотности «обычной» материи, состоящей из водорода и гелия, а также таинственную космологическую постоянную, которая ускоряет развитие вселенной.
Используя известные физические параметры, а также состав ранней вселенной, «EAGLE» проводит моделирование скоплений галактик в объёме 300 миллионов световых лет. Этого достаточно, чтобы уместить более 10,000 галактик размером с Млечный путь. Также этот суперкомпьютер способен отследить более 7 миллиардов частиц за сотни и миллионы лет.
Результаты компьютерного моделирования показывают, что темная материя постепенно сбивается в плотные нити. Далее газ попадает в структуру темной материи, в результате чего охлаждается и конденсируется в формы звезд. Некоторые из ранних массивных звезд позже образовывали черные дыры, притягивали большее количество звезд и формировали галактики. На изображении вверху показан процесс моделирования «EAGLE» в разрезе. Межгалактический газ отображен синим, зеленым и красным цветами. Горячий газ (красный) накладывается на темную материю и формирует первые звезды и галактики. Процесс моделирования «EAGLE» продемонстрирован максимально детализировано — раскрываются даже основные формы индивидуальных спиральных галактик, которые создаются из водорода и гелия. Смоделированные спиральные галактики выглядят почти так же, как и наш Млечный путь. Таким образом, успешное прохождение моделирования и проведенные наблюдения космологов помогли приоткрыть тайну над природой формирования крупнейших структур во вселенной. Более полутора месяцев заняла обработка результатов моделирования, которой занимался суперкомпьютер «DiRAC-2», расположенный в Дюрхемском университете в Великобритании.
На видео, расположенном выше, показаны результаты моделирования «EAGLE».
