Початкові щільність коливання
На ранньому етані Всесвіт не був однорідним. Існували незначні варіації щільності – області дещо щільніші за середнє значення. Ці міліметричні відмінності, підсилені гравітацією протягом мільярдів років, стали насінням для формування галактик.
Ці коливання виникли внаслідок квантово-механічних ефектів під час інфляційного періоду незабаром після Великого Вибуху. Швидке розширення розтягло ці первинні нерівмоту на велику малу структуру.
Density Perturbation (δρ/ρ) ∝ Initial Random Fluctuations
Ієрархічна структура утворення галактик
Домінуюча теорія формування галактик передбачає ієрархічну структуру. Спочатку утворювалися менші структури, такі як карликові галактики та сфероїди, потім ці структури об'єднувалися під дією власної гравітації, формуючи більші галактики, що зрештою призвело до появи великих спіральних і еліптичних галактик.
M ∝ t^(3/2) (Mass increases with time raised to a power of 3/2)
Роль темної матерії
Темна матерія, яка становить приблизно 85% загальної маси Всесвіту, відіграла ключову роль. Її гравітація значно ефективніше підсилила початкові флуктуації щільності, ніж це могло б зробити звичайна (барионна) матерія.
Темна матерія утворювала гравітаційну каркасність, на основі якої збиралися галактики, діючи як домінуючий фактор формування структури Всесвіту на ранніх етапах.
Gravitational Potential (Φ) = GM/r (Potential energy depends on mass and distance)
Злиття Галактик
Злиття галактик зараз визнається домінуючим процесом у еволюції галактик. Галактики часто стикаються та об'єднуються, що значно змінює їхні форми та підживлює утворення нових зірок.
Ці злиття позбавляють газ і пил, запускаючи інтенсивні спалахи новоутворених зірок. У результаті утворюються структури часто неправильної форми – лінзовидні або спіральні галактики.
Часті запитання
Що таке темна матерія?
Темна матерія - це таємниста речовина, яка не взаємодіє з світлом, роблячи її невидимою. Її гравітація впливає на рух видимої матерії.
Як довго тривало утворення галактик?
Утворення галактик почалося відразу після Великого вибуху та триває й до сьогодні, хоча і з меншою швидкістю.
Чому деякі галактики спіральні, а інші еліптичні?
Початкові умови – флуктуації щільності, історія злиттів – визначають кінцеву форму галактики.
Спробуйте наживо
Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте SPH Fluid і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.
▶ Відкрити симуляцію SPH Fluid