Астрофизики смоделировали самую маленькую область пространства в момент Большого Взрыва

О том, что происходило в момент Большого Взрыва, можно только предполагать и догадываться. Но некоторые из таких догадок могут быть проверены математически, путем проведения сложных компьютерных моделирований. И не так давно ученые из университета Геттингена и университета Окленда, Новая Зеландия, провели моделирование, которое можно описать, как моделирование самой маленькой области пространства, которая в дальнейшем будет фигурировать под названием микрокластер.

Результаты моделирования очень ранней Вселенной. Между начальным и конечным состояниями в моделировании (вверху слева и справа соответственно) показанная область увеличилась в десять миллионов раз по сравнению с первоначальным объемом, но все же во много раз меньше, чем внутреннее пространство протона. Увеличенный комок внизу слева имел бы массу около 20 кг.
© Jens Niemeyer, University of Göttingen

Результаты моделирования показали, что в первую триллионную долю секунды Большого Взрыва в пространстве сформировалась сложная сеть из микроскопических структур, которая очень похожа, за исключением масштаба, на нынешнюю космическую сеть, на распределение галактик по объему Вселенной. Однако, элементы исконной сети очень и очень малы, они имеют массу, исчисляющуюся единицами граммов, и занимают область пространства во много раз меньшую, чем размеры нынешних элементарных частиц.

Во время моделирования исследователи смогли наблюдать за процессами развития микрокластеров, имеющих высокую плотность материи и «скрепленных» своими собственными силами гравитации.

«Физическое пространство, охваченное нашим моделированием, меньше объема единственного протона в миллион раз» — рассказывает профессор Йенс Нимейер (Jens Niemeyer), — «Все это является самым большим и сложным моделированием самой маленькой части пространства Вселенной, которое было сделано на настоящий момент времени».

Несмотря на то, что микрокластеры успели просуществовать очень короткое время, прежде чем превратиться в стандартные элементарные частицы, последствия этой фазы существования Вселенной обнаруживаются в некоторых физических экспериментах, которые проводятся в нынешнее время.

«Формирование таких структур, как микрокластеры, их движение и взаимодействия должны были создать так называемый фоновый шум гравитационных волн» — рассказывает Бенедикт Эггемайер (Benedikt Eggemeier), один из исследователей, — «Наше моделирование позволило вычислить силу этого сигнала гравитационных волн и в будущем, когда чувствительность научного оборудования станет выше, мы сможем измерить эти сигналы».

Некоторые из результатов моделирования указывают на возможность формирования крошечных черных дыр, размеры которых сопоставимы с размерами микрокластеров и которые возникают путем схлопывания микрокластера под воздействием собственной гравитации. Если это происходило во время Большого Взрыва, это оказало бы большое влияние на сегодняшнее положение дел и это может послужить одним из возможных вариантов объяснения феномена темной материи.

«С другой стороны, если результаты моделирования предсказали возможность возникновения крошечных черных дыр, но мы их не наблюдаем сегодня в окружающей Вселенной, то нам, скорее всего, потребуется создание новых, более точных моделей первых моментов существования Вселенной» — пишут исследователи.

Статья опубликована в журнале Physical Review D  
Источник: dailytechinfo.org