Wszechświat niczym układ nerwowy. Zobaczcie nową symulację w 3D

Powstała trójwymiarowa symulacja wczesnego wszechświata, ukazująca jego wygląd wkrótce po Wielkim Wybuchu. Obejmuje ona między innymi erę rejonizacji.

Nie jest jasne, kiedy dokładnie rozpoczęła się i zakończyła ta era, jednak naukowcy zakładają, iż miała ona miejsce w ciągu pierwszego miliarda lat istnienia wszechświata. W zgłębianiu informacji na temat pierwszych etapów po Wielkim Wybuchu pomagają symulacje, które wygenerowali przedstawiciele kilku różnych instytucji. Publikacja w tej sprawie ukaże się na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Czytaj też: Superkomputer wygenerował symulację wszechświata. Powstały struktury zaskakująco podobne do Drogi Mlecznej

Jednym z aspektów utrudniających zrozumienie ery rejonizacji były skomplikowane oddziaływania pomiędzy grawitacją, gazem i promieniowaniem. Ich odtwarzanie w warunkach laboratoryjnych jest niełatwe, nie mówiąc już o prowadzeniu tego typu eksperymentów bez dostępu do zaawansowanych instrumentów. Poza tym, skale przestrzenne i czasowe są w tym przypadku tak ogromne, że trzeba się posiłkować symulacjami. Dzięki nim naukowcy, wykorzystując podstawowe równania fizyki i modele teoretyczne, są w stanie zobrazować wydarzenia mające miejsce we wczesnym wszechświecie.

Wszechświat ma przed nami wiele tajemnic, a pierwsze „chwile” jego istnienia są szczególnie niejasne

Nowe symulacje zostały określone mianem Thesan i wyjaśniają ówczesne interakcje z bardzo dużą szczegółowością. Rekordowo duży jest też obszar objęty modelowaniem. Dzięki temu astrofizycy zebrali nowe informacje na temat właściwości wczesnych galaktyk oraz oddziaływań pochodzącego z nich światła z gazem międzygalaktycznym. Łączna średnica symulowanego obszaru wyniosła 300 milionów lat świetlnych, a modelowanie sięga od około 400 000 lat po Wielkim Wybuchu do 1 mld lat po tym wydarzeniu.

To trochę tak, jak z wodą w kostkach lodu; kiedy wkładasz ją do zamrażarki, zajmuje to trochę czasu, ale po pewnym czasie zaczyna zamarzać na brzegach i powoli lód wkrada się do środka. Taka sama sytuacja miała miejsce we wczesnym wszechświecie – był to neutralny, ciemny kosmos, który stał się jasny i zjonizowany, gdy światło zaczęło się wyłaniać z pierwszych galaktyk.

wyjaśnia jeden z autorów badań, Aaron Smith

Czytaj też: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwuje wszechświat coraz wyraźniej. Nowe zdjęcie to potwierdza

Oczywiście symulacje symulacjami, ale najcenniejszym źródłem informacji są obserwacje pewnych zjawisk. Niestety jak do tej pory świat nauki nie dysponował odpowiednio zaawansowanym sprzętem, aby spojrzeć na odległe krańce widzialnego wszechświata. Sytuacja najprawdopodobniej ulegnie zmianie dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba. Ten niezwykle kosztowny (i mocno opóźniony) teleskop jest właśnie w fazie konfiguracji swoich instrumentów i już latem tego roku powinien umożliwić dosłowne spojrzenie w przeszłość – na światło, które dotarło w nasze okolice po przebyciu miliardów lat świetlnych.