Seperti apa alam semesta di awal sejarahnya, hanya 500 juta tahun selepas Big Bang? Pada masa ini, kita tidak mempunyai cara untuk "melihat" sejauh ini dengan teleskop kita, tetapi ahli kosmologi dari Durham University di UK telah menggunakan simulasi komputer untuk meramalkan bagaimana Semesta awal akan muncul. Gambar menggambarkan "Cosmic Dawn", dan menghitung pembentukan galaksi besar pertama. Simulasi ini juga cuba mengetahui peranan perkara gelap yang dimainkan dalam pembentukan galaksi. "Kami melihat ke masa lalu dengan berkesan dan dengan demikian kami berharap dapat mempelajari bagaimana galaksi seperti buatan kami dibuat dan memahami lebih banyak mengenai bahan gelap," kata Alvaro Orsi, pengarang utama kajian dari Institut Kosmologi Komputasi Durham University (ICC) ). "Kehadiran bahan gelap adalah kunci untuk membina galaksi - tanpa bahan gelap kita tidak akan berada di sini hari ini."
Dalam gambar yang dihasilkan oleh simulasi komputer, pusaran hijau mewakili bahan gelap, yang menurut para saintis adalah bahan penting dalam pembentukan galaksi, sementara lingkaran menunjukkan kadar pembentukan bintang dalam galaksi. Lingkaran warna yang berbeza mewakili cahaya yang berbeza-beza dari pembentukan bintang dengan warna kuning yang paling terang. Gambar teratas menggambarkan Alam Semesta seperti 590 juta tahun setelah Big Bang, dan gambar di bawah menunjukkan Alam Semesta 1 miliar tahun setelah Big Bang, ketika kadar pembentukan bintang mulai meningkat.
Galaksi pertama diciptakan dari serpihan bintang besar yang mati meletup sejurus permulaan Alam Semesta. Pengiraan Durham meramalkan di mana galaksi-galaksi ini muncul dan bagaimana ia berkembang hingga sekarang, lebih dari 13 bilion tahun kemudian. Walaupun galaksi hari ini lebih besar, mereka tidak membentuk bintang secepat sekarang seperti di masa lalu. "Penyelidikan kami meramalkan galaksi mana yang tumbuh melalui pembentukan bintang pada masa yang berlainan dalam sejarah Alam Semesta dan bagaimana kaitannya dengan materi gelap," kata pengarang bersama Dr. Carlton Baugh. "Kami memberi komputer apa yang kami fikirkan sebagai resipi pembentukan galaksi dan kami melihat apa yang dihasilkan yang kemudian diuji terhadap pengamatan galaksi nyata."
Simulasi besar-besaran menunjukkan bagaimana struktur tumbuh dalam bahan gelap dengan model yang menunjukkan bagaimana bahan normal, seperti gas, bertindak untuk meramalkan bagaimana galaksi tumbuh. Gas merasakan tarikan graviti dari bahan gelap dan dipanaskan sebelum disejukkan dengan melepaskan sinaran dan berubah menjadi bintang. Imej simulasi menunjukkan galaksi mana yang membentuk bintang paling kuat pada waktu tertentu. Gambar di bawah menunjukkan Alam Semesta 1.9 bilion tahun selepas Big Bang, masa pembentukan bintang yang sangat aktif di galaksi.
Perhitungan pasukan Durham, yang disokong oleh saintis di Universidad Catolica di Santiago, Chile, dapat diuji terhadap pemerhatian baru yang sampai ke tahap awal dalam sejarah Alam Semesta hampir satu miliar tahun setelah Big Bang. Profesor Keith Mason, Ketua Eksekutif Majlis Kemudahan Sains dan Teknologi, mengatakan: “Kosmologi komputasi memainkan peranan penting dalam pemahaman kita mengenai Alam Semesta. Simulasi ini bukan sahaja membolehkan kita melihat kembali masa ke Alam Semesta awal tetapi juga melengkapkan karya dan pemerhatian ahli astronomi kita. "
Gambar ini menunjukkan Space Magazine, 13.6 bilion tahun selepas Big Bang. Galaksi tidak membentuk bintang secepat sekarang seperti di masa lalu.
Pasukan berharap kajian lebih lanjut dan simulasi kesan bahan gelap pada galaksi akan membantu para astronom mengetahui lebih lanjut mengenai apa itu zat di mana-mana.
Sumber: Majlis Kemudahan Sains dan Teknologi
Institut Kosmologi Komputasi, Universiti Durham
Jabatan Fizik, Universiti Durham
