Більшість Всесвіту невидима для наших очей, з чого він складається, ми тільки будуємо припущення. Одна з популярних теорій говорить про те, що весь цей простір заповнений холодною темною матерією, а сама матерія складається з якоїсь екзотичної частинки, яка зазвичай рухається набагато повільніше за швидкість світла. Хоча ця модель надзвичайно успішна, і вона може пояснити всі дивні спостереження галактик та їх структур, але й має деякі недоліки.
Модель передбачає набагато більше матеріалу в центрах галактик, ніж ми бачимо, а також набагато більше малих галактик-супутників, аніж ми можемо виявити. Для того, щоб обійти подібну проблему, вчені вирішили зробити холодну чорну матерію трохи «розмитою». Якщо, припустимо, ця темна матерія складається з частинок, які в секстильйон разів менше електрона, тоді вона була б досить легкою для того, щоб її квантово-механічна хвилеподібна природа проявилася у великих масштабах.
Роблячи темну матерію нечіткою, ця хвильова природа частки ефективно розмиває її на великих відстанях, що вирішує багато проблем накопичень, з якими стикається холодна темна матерія. Іншими словами, ця модель не дозволяє темній матерії будувати структури розміром менше ніж 1000 світлових років.
У новій роботі астрономи розробили комп’ютерне моделювання раннього Всесвіту та появу перших зірок. Вони дозволили темній матерії бути «нечіткою» та спостерігали, як це змінило еволюцію нормальної матерії та розвиток зірок. Для утворення зірок та галактик потрібна темна матерія. Оскільки Всесвіт постійно розширюється, то потрібна велика гравітація, щоб стягнути потік газу воєдино, щоб отримати досить високі щільності, з метою викликати синтез і початок зіркоутворення. І у Всесвіті просто недостатньо нормальної матерії, щоб це сталося. Але згустки темної матерії в ранньому Всесвіті служать гравітаційними інкубаторами, притягуючи звичайну матерію для утворення зірок і галактик.
У своїх симуляціях дослідники виявили, що коли темна матерія стає нечіткою, це змінює уявлення, як формуються зірки. У звичайній холодній темній матерії зірки спочатку сяють глибоко всередині крихітних окремих кишень, розкиданих по всьому космосу. Але з нечіткої темної матерії спочатку формуються гігантські двовимірні листи, що нагадують «млинці». Потім «млинець» швидко розпадається на окремі кишені, які зрештою перетворюються на зірки. Через те, що у двовимірних млинців дуже велика маса, і вони швидко руйнуються, зірки першого покоління набагато більші, ніж передбачають сценарії холодної темної матерії. Через свої величезні розміри зірки довго не проживуть. І в мить ока перше покоління зірок зникло б у лютій бурі вибухів наднових. Звідти, коли «млинці» розсіються, почнеться нормальне зореутворення, і Всесвіт стане більше схожим на наш.
Хоч і космічний телескоп Джеймса Вебба не зможе безпосередньо спостерігати за першими зірками, що з’явилися у Всесвіті, він здатний отримати зображення деяких перших галактик, які можуть містити залишки первинного покоління зірок. А також залишки випромінювання інтенсивного кола наднових. Однак коли справа доходить до темної матерії, неможливо сказати, що може нам приготувати Всесвіт.
Ви можете допомогти Україні боротися з російськими окупантами. Найкращий спосіб зробити це – пожертвувати кошти Збройним Силам України через Savelife або через офіційну сторінку НБУ.
Читайте також:
Усі блукають навколо і навколо… Зірки з газу, зірки з млинців…
У той час, коли є моя струнка теорія, яка все розкладає по поличках.
Центр Всесвіту складається з струн, центри галактик – з кварків, зірки – з нуклонів та планети – з атомів