Астрофизики смоделировали микроскопические кластеры, возникшие после Большого взрыва

Ученые создали математическую модель, которая показывает, что уже в первую триллионную секунды после Большого взрыва во Вселенной возникали микроскопические кластеры размером в миллион раз меньше диаметра протона.

Астрофизики реконструировали процессы в первые доли секунды после Большого взрыва. Оказалось, что в ранней Вселенной формировались микроскопические кластеры, размером меньше миллионной доли протона

Самые первые моменты Вселенной можно реконструировать математически, даже если их нельзя наблюдать непосредственно. На сегодня компьютерные модели и экстраполяция их предсказаний к сегодняшнему дню — один из немногих способов узнать больше о том, что происходило в первые секунды после Большого взрыва. Однако до сих пор точность моделей оставляла желать лучшего, а их предсказания были неоднозначны.

Астрофизики из Геттингенского и Оклендского университетов значительно улучшили возможности комплексного компьютерного моделирования и благодаря этому смогли наблюдать в своей симуляции, как после Большого взрыва эволюционируют области с высокой плотностью материи, удерживаемые вместе собственной гравитацией. Смоделированное учеными пространство можно уложить в один протон миллион раз. По словам авторов, в новой работе они представили самое детальное моделирование столь маленькой области пространства в ранней Вселенной.

Хотя смоделированные на компьютере структуры будут очень недолговечны и в конечном итоге превратятся в стандартные элементарные частицы, образование этих микроскопических кластеров может повлиять на ряд процессов на более позднем этапе эволюции. Например, они могут быть источником фоновых гравитационных волн, которые исследователи фиксируют сегодня. 

Также авторы предположили, что коллапс этих крошечных структур мог привести к образованию крошечных черных дыр или таинственной темной материи. Теперь исследователи намерены расширить свое моделирование и проверить его результаты, анализируя экспериментальные данные, полученные в ходе наблюдений и экспериментов на Земле.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.