Звезды рождаются из темной материи

За появление большого числа звезд в массивных галактиках молодой Вселенной оказались ответственны не только столкновения между скоплениями, как считалось ранее, но и почти стационарные потоки газа, создаваемые "паутиной" темной материи. Работа международной группы ученых опубликована в журнале Nature, а ее краткое изложение доступно на сайте New Scientist.

Ранее было известно, что столкновения галактик приводят к интенсивному звездообразованию в них. Ученые полагали, что именно этот механизм несет ответственность за появление густонаселенных звездных скоплений в ранней Вселенной. В последние годы, однако, исследователи стали обнаруживать крупные галактики без видимых следов столкновений, в которых было большое количество старых звезд.

Ученые установили, что скорость появления новых звезд в этих скоплениях должна в 50 раз превосходить скорость аналогичных процессов в Млечном Пути. Согласно современным представлениям, подобной интенсивности невозможно достичь в рамках стандартного сценария увеличения звездной популяции.

Считается, что под воздействием гравитации газ из галактического диска устремляется в центр скопления. При этом, если скопление достаточно крупное, то вещество разогревается до температур, которые приводят к возникновению в нем ударных волн. Эти волны отталкивают газ от центра галактики, замедляя образование светил.

Данные компьютерного моделирования показывают, что космический газ (преимущественно водород) мог "течь" вдоль нитей, создаваемых гравитационным скручиванием темной материи и газа. При этом газ оставался довольно холодным и плотным, что делало потоки устойчивыми к возникающим ударным волнам.

По словам специалистов, результаты новой работы хорошо согласуются с фактическими наблюдениями. При этом, однако, они отмечают, что для подтверждения истинности модели требуются многочисленные дополнительные исследования.

Как смоделировать Большой взрыв в лаборатории?

Как рассказывает Lenta.ru, российский физик, работающий в США, предложил способ воссоздать в лаборатории Большой Взрыв. Аналогию момента начала Вселенной можно получить при помощи метаматериалов. Препринт работы Игоря Смолянинова доступен на сайте arXiv.org.

Свойства метаматериалов зависят не столько от химического состава, сколько от их структуры. Эти вещества особым образом искривляют пути света, поэтому они легли в основу технологий создания материалов-невидимок. Математический аппарат, используемый для описания свойств метаматериалов, напоминает математический аппарат общей теории относительности.

Смолянинов разработал теоретические характеристики метаматериала, который можно рассматривать как эквивалент четырехмерного пространства (два пространственных и два временных измерения). Физик показал, что в определенный момент оно породит трехмерное пространство (два пространственных измерения и одно временное) с множеством частиц. Появление трехмерного пространства можно считать аналогом Большого Взрыва, который, согласно наиболее распространенной точке зрения, породил Вселенную. Сам Смолянинов назвал описанное им явление "игрушечным Большим Взрывом".

Теоретически материал с выведенными Смоляниновым характеристиками может быть создан в лаборатории. Однако на данный момент никто не оценивал, насколько реальна эта перспектива.

Информацию о состоянии Вселенной в первые мгновения после Большого Взрыва физики надеются получить в экспериментах на Большой адронном коллайдере (БАК). Самый большой на планете ускоритель элементарных частиц был запущен в сентябре 2008 года, однако спустя несколько дней он был остановлен из-за аварии. Ожидается, что повторный запуск БАК состоится в ноябре, однако работать коллайдер будет вполсилы.