Космическият телескоп "Джеймс Уеб" (JWST) прави революция в разбирането ни за ранната Вселена. С огледало, по-голямо от това на "Хъбъл", и с възможност за наблюдение дълбоко в инфрачервения диапазон JWST ни дава подробен поглед върху онзи период от Вселената, когато галактиките едва са започвали да се формират. Резултатите са изненадващи, което кара някои да твърдят, че те опровергават Големия взрив. Но Големият взрив все още е непокътнат, както показва едно скорошно проучване.
Стандартният модел на Големия взрив в космологията е моделът LCDM, който представлява Вселена, задвижвана от разширяване чрез тъмна енергия (представена от Lambda в уравненията) и изпълнена със студена тъмна материя (CDM). Това е моделът, който досега е най-силно подкрепен от данните от наблюденията. Но изглежда, че едно от нещата, които LCDM предсказва, е, че ранните галактики би трябвало да са малки и неправилни, а чрез сблъсъци да се изградят до по-големите галактики, които виждаме днес. Това предсказание идва от компютърните симулации на ранната Вселена.
Първоначалните данни от JWST изглежда противоречат на това предсказание. По-специално, две проучвания - JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) и Cosmic Evolution Early Release Science Survey (SEERS) - откриха няколко галактики с червено отместване z, по-голямо от 10.
Степен на звездообразуване за наблюдаваните галактики с z > 10 в сравнение със симулацията. Кредит: McCaffrey et al.
Астрономите определят разстоянието до обектите във Вселената чрез тяхното "червено отместване". По същество това е измерване на това как разширяването на Вселената е разтеглило дължината на вълната на светлината, идваща от отдалечени обекти.
По принцип това е подобно на ефекта на Доплер, който чувате, когато минава линейка. Когато линейката се отдалечава, сирената понижава височината на тона си.
В астрономията по-големите червени премествания означават, че даден обект е по-далеч, тъй като това означава, че дължината на вълната на светлината се е разтегнала повече от разширяването на Вселената. Червеното преместване на галактиката GN-z11 е около z = 10,957. Галактиката JADES-GS-z13-0 има червено преместване от 13,2.
Тези галактики са сред най-отдалечените галактики, наблюдавани някога. Те са толкова отдалечени, че ги виждаме във време, когато Вселената е била на по-малко от 500 милиона години. Тези галактики са не само по-големи и по-развити от очакваното, но и се отличават с висока степен на производство на звезди.
Тук се намесват скептиците на Големия взрив. Те твърдят, че галактиките са твърде развити и твърде активни, за да са се образували за по-малко от половин милиард години, така че Големият взрив трябва да не се е състоял.
Но вместо да опровергават Големия взрив, тези открития показват предизвикателствата пред моделирането на ранната Вселена. Ключът към космологичните симулации е възможността да се моделира в големи подробности. Очевидно е, че не можем да симулираме всичко, затова моделите се фокусират върху определени мащаби, като например определен начален размер на галактиките. Колкото по-подробна е симулацията, толкова по-точна може да бъде тя, но толкова повече изчислителна мощност е необходима за нейното изпълнение.
Схематична времева линия на Вселената, изобразяваща мястото на рейонизацията в космическата история. Кредит: Wikimedia Commons
В това неотдавнашно проучване са разгледани симулации с висока разделителна способност, наречени Renaissance, които работят на суперкомпютъра Blue Waters Sustained Petascale Computing в Университета на Илинойс. Симулациите на Renaissance могат да моделират галактики в ранната Вселена с размери от 10 000 слънчеви маси до десетки милиони слънчеви маси. Това е една от най-подробните симулации, които са на разположение в момента.
Екипът разгледа шест галактики от проучванията JADES и SEERS, които имат червено отместване z > 10 и добре измерени скорости на звездообразуване. Когато сравняват тези галактики с гамата от галактики, създадени в симулациите на Ренесанса, те установяват, че има силно съвпадение. Наблюденията на JWST подкрепят модела на Големия взрив на LCDM.
Тъй като JWST продължава да събира данни, той със сигурност ще разкрие още наблюдателни изненади. И както показва това изследване, за проверка на наблюденията ще са необходими по-подробни симулации. Точно както JWST разширява границите на космическите наблюдения, астрофизиците ще трябва да разширят границите на компютърните симулации, за да не изостават.
Справка: McCaffrey, Joe, et al. "No Tension: JWST Galaxies at z > 10 Consistent with Cosmological Simulations." arXiv preprint arXiv:2304.13755 (2023).
Източник: JWST Fails to Disprove the Big Bang, Brian Koberlein, Universe Today
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари