Астрономы создали 8 миллионов Вселенных внутри компьютера. И вот что они узнали

Несмотря на многочисленные предположения о том, что наша Вселенная — компьютерная симуляция, на самом деле вероятность этого крайне мала. Однако, на свете нет ничего невозможного, поэтому ученые вполне могут наблюдать за самыми разными формами жизни в миллионах Вселенных. В теории. На самом же деле астрономы создали восемь миллионов Вселенных на компьютере. Дело в том, что симуляция зарождения и дальнейшего развития вселенных может многое рассказать о нашей.

Если каждый раз когда вы размышляете о Вселенной и о том, что она из себя представляет, вам кажется что вы ничего не знаете и не понимаете что там на самом деле происходит — это нормально. Нашему мозгу невероятно сложно осмыслить такие понятия как бесконечность, ланиакея и горизонт событий черной дыры. А когда речь заходит о темной материи и вовсе возникает ощущение, что темная материя — величайшая загадка нашей Вселенной.

По крайней мере ученые сегодня придерживаются именно такой точки зрения. Целью исследователей при создании 8 миллионов компьютерных симуляций Вселенных было желание понять, какую роль эта загадочная субстанция сыграла в жизни нашей Вселенной со времен Большого взрыва.

Считается, что вскоре после рождения Вселенной, невидимая и неуловимая субстанция, получившае название «темная материя», при помощи силы гравитации преобразовалась в массивные облака, называемые гало темной материи. По мере того, как гало увеличивались в размерах, они привлекали редкий газообразный водород, пронизывающий Вселенную, чтобы объединиться и образовать звезды и галактики, которые мы видим сегодня. В этой теории темная материя действует как основа галактик, определяя процессы образования, слияния и развития с течением времени.

Чтобы лучше понять, какое влияние на формирование Вселенной оказала темная материя, ученые из университета Аризоны создали свои собственные Вселенные, используя суперкомпьютер. 2000 процессоров работали без перерыва в течение трех недель, имитируя более 8 миллионов уникальных Вселенных. Удивительным является то, что каждая Вселенная подчинялась уникальному набору правил, чтобы помочь исследователям понять связь между темной материей и эволюцией галактик.

Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и является первым в своей области. Ранее ученые создавали единичные симуляции, которые были сосредоточены на моделировании отдельных галактик. Новая программа получила название Universe Machine. Она непрерывно создавала миллионы вселенных, каждая из которых содержала 12 миллионов галактик. Более того, все эти миллионы вселенных развивались от Большого взрыва до наших дней.

По мнению специалистов самое интересное заключается в том, что теперь ученые могут использовать все имеющиеся данные об эволюции галактик — их количество, количество звезд и способы звездообразования — и объединить их во всеобъемлющую картину последних 13 миллиардов лет Вселенной. Отметим, что создание точной копии нашей Вселенной или даже галактики потребовало бы неимоверной вычислительной мощности. Поэтому ученые сосредоточились на двух ключевых свойствах галактик: совокупной массе звезд и скорости звездообразования.

Согласно результатам исследования, скорость звездообразования звезд в галактике тесно связана с массой гало темной материи. В тех галактиках, где масса гало темной материи была похожа на гало темной материи Млечного Пути, скорость звездообразования была наибольшей. Это говорит о том, что в более массивных галактиках звездообразование сдерживается большим количеством черных дыр.

Наблюдения астрономов поставили под сомнение предположения ученых о том, что темная материя подавляет звездообразование в ранней Вселенной. На самом деле галактики меньшего размера с большей вероятностью будут образовывать звезды с большей скоростью.

В дальнейшем ученые планируют расширить Universe Machine, чтобы проработать еще больше вариантов, в которых темная материя может влиять на свойства галактик, включая форму их развития, массу черных дыр и частоту преобразования звезд в сверхновые.