Per la prima volta, i ricercatori hanno creato simulazioni che ricreano direttamente l'intero ciclo di vita di alcuni dei più grandi ammassi di galassie osservati nel lontano universo 11 miliardi di anni fa.
Le simulazioni cosmologiche sono fondamentali per determinare come l'universo sia diventato com'è oggi, ma molte di esse di solito non corrispondono a ciò che gli astronomi osservano nei telescopi.
La maggior parte di essi sono progettati per corrispondere all'universo reale solo in senso statistico. D'altra parte, le simulazioni cosmologiche limitate sono progettate per riprodurre direttamente le strutture che osserviamo effettivamente. Tuttavia, la maggior parte delle simulazioni esistenti di questo tipo sono state applicate al nostro universo locale, cioè vicino alla Terra, ma non sono mai state applicate alle osservazioni dell'universo lontano.
Un gruppo di scienziati dell'Istituto di Fisica e Matematica dell'Universo. Kavli era interessato alle strutture lontane, come i massicci protocluster di galassie, che sono gli antenati dei moderni ammassi di galassie prima che potessero formarsi sotto la loro stessa gravità. Hanno scoperto che gli studi attuali su protocluster distanti a volte erano eccessivamente semplicistici, nel senso che erano condotti utilizzando modelli semplici piuttosto che simulazioni.
Volevamo provare a sviluppare una simulazione completa di un universo reale e distante per vedere come iniziano e finiscono le strutture, affermano i ricercatori. Il loro risultato è stato COSTCO (Constrained Cosmos Field Simulation).
Gli scienziati affermano che lo sviluppo di una simulazione è molto simile alla costruzione di una macchina del tempo. Poiché la luce di un universo lontano sta raggiungendo solo ora la Terra, le galassie viste oggi dai telescopi sono un'istantanea del passato.
È come trovare una vecchia foto in bianco e nero di tuo nonno e fare un video della sua vita.
In questo senso, i ricercatori hanno scattato foto di giovani galassie progenitrici nell'universo e poi hanno fatto avanzare rapidamente la loro età per studiare come si sarebbero formati gli ammassi di galassie.
La luce delle galassie utilizzate dai ricercatori ha viaggiato per 11 miliardi di anni luce per raggiungerci. La parte più difficile è stata prendere in considerazione l'ambiente su larga scala.
Questo è qualcosa di molto importante per il destino di queste strutture, siano esse isolate o collegate a una struttura più ampia. Se non prendi in considerazione l'ambiente, ottieni risposte completamente diverse. Abbiamo costantemente tenuto conto di un ambiente scalabile perché abbiamo una simulazione completa e quindi la nostra previsione è più stabile", ha affermato l'autore Metin Ata.
Un altro motivo importante per cui i ricercatori hanno creato queste simulazioni è stato quello di testare il modello cosmologico standard utilizzato per descrivere la fisica dell'universo.
Prevedendo la massa finale e la distribuzione finale delle strutture in un dato spazio, i ricercatori potrebbero scoprire incongruenze precedentemente non rilevate nella nostra attuale comprensione dell'universo.
Utilizzando le loro simulazioni, i ricercatori sono stati in grado di trovare prove dell'esistenza di tre protocluster di galassie già pubblicati e di smentire una struttura.
Inoltre, sono stati in grado di identificare altre cinque strutture che si sono formate continuamente nelle loro simulazioni. Ciò include l'Hyperion Proto-Supercluster, il più grande e il primo proto-superammasso conosciuto fino ad oggi, che è 5.000 volte la massa della nostra galassia della Via Lattea e collasserà in un grande filamento lungo 300 milioni di anni luce, hanno determinato i ricercatori.
Il loro lavoro è già stato applicato ad altri progetti, compresi gli studi sull'ambiente cosmologico delle galassie e le linee di assorbimento di quasar distanti.
I dettagli dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
2022-06-14 18:24:42
Autore: Vitalii Babkin