科学家创造了数百万个虚拟宇宙来理解宇宙历史



通过望远镜观测宇宙可以提供一些线索 星系 但是,在超级计算机上观察数以百万计的虚拟宇宙,科学家可以更深入地了解星系的形成以及暗物质在其中发挥的作用。

来自亚利桑那大学的科学家团队产生了数百万个宇宙模拟,每个模拟遵循不同的星系形成理论。每个模拟的宇宙都包含了1200万个星系,这个星系在4亿年之后形成 大爆炸 而今天。

“我们编制了20年的天文观测资料,”负责这项研究的亚利桑那大学天文系助理教授Peter Behroozi告诉Space.com。 “这给了我们很多关于宇宙的信息 – 那里有多少个星系,它们看起来有多快,并且它们中很多都是在天空的一部分中靠近在一起,或者是随机分布的。”

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“虚拟宇宙机器”的结果揭示了一些令人惊讶的事情 恒星形成。科学家们普遍认为,恒星形成在早期宇宙中的效率较低,其能量是由宇宙发出的 黑洞超新星爆炸 以为扼杀了星系中新恒星的诞生。

然而,最近的研究表明,恒星形成在早期宇宙中可能更有效,这表明黑洞和垂死的恒星在防止恒星形成方面起着较小的作用。

“所有先前的模拟似乎都指出,星系在早期宇宙中并不那么容易形成恒星,”Behroozi说。 “但我们发现相反,当我们回到宇宙的早期历史时,恒星形成更有效率。”

在年轻的宇宙中, 超大质量黑洞 在大多数星系的中心发现了大量的能量,因为它们会吞噬周围的物质。这可以防止气体冷却并坍缩成致密的口袋,从而产生恒星。此外,由垂死的恒星发射的超新星爆炸产生的辐射可以防止气体冷却 – 就像那样 暗物质在早期的宇宙历史中密度更大,并且将气体保持在高温下。

为了验证这一理论,研究人员创造了星系不断产生恒星的模拟宇宙。在其他模拟宇宙中,星系早期停止产生恒星,星系的颜色与我们在天空中看到的颜色不同。

“当星系停止形成恒星……银河系的颜色 将从蓝色变为红色“Behroozi说。那是因为这样的星系将包含更少的发光的蓝色恒星,它们通常会更快消失,但会有更多老化的红色恒星。

“如果星系像我们想象的那样表现并且早先停止形成恒星,那么我们的实际宇宙将被染上色彩,”Behroozi补充道。

Behroozi和他的团队表示,他们计划使用虚拟宇宙机器,这需要花费十年时间来创建,以研究星系的形状是如何随着时间的推移而演变的。

该研究发表于8月9日 皇家天文学会月刊 日志。

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