सर्पिल आकाशगंगा NGC 1300. विस्तार करने के लिए क्लिक करें
शोधकर्ताओं ने दुनिया के सबसे तेज सुपर कंप्यूटरों में से एक, द अर्थ सिमुलेटर - की शुरुआत में यूनिवर्स में आकाशगंगाओं के विकास का मॉडल तैयार किया है। टीम ने बिग बैंग के तुरंत बाद, शुरुआत से ही प्रक्रिया का अनुकरण किया, जब गैसों के गुच्छे एक साथ मिलकर तारे बन गए जो तब बड़े और बड़े संग्रहों में विलीन हो गए, और अंत में आकाशगंगा बन गए। उन्होंने पाया कि मिल्की वे जैसी आकाशगंगाओं की रचना अब शायद वैसी ही है जैसी उन्होंने बिग बैंग के एक अरब साल बाद की थी।
दो खगोलविदों ने आकाशगंगाओं के विकास को मॉडल बनाने के लिए दुनिया के सबसे बड़े खगोल भौतिकी सिमुलेशन में से एक का प्रदर्शन किया है। जापान में "अर्थ सिम्युलेटर" सुपरकंप्यूटर का उपयोग करना, जिसका उपयोग जलवायु मॉडलिंग और भूकंपीय गतिविधि का अनुकरण करने के लिए भी किया जाता है, लॉस एंजिल्स में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के मसाओ मोरी और त्सुकुबा विश्वविद्यालय में मासायुकी उमेमुरा ने गणना की है कि आकाशगंगाएं केवल 300 मिलियन वर्षों से विकसित हुई हैं। बिग बैंग के बाद आज तक। परिणाम बताते हैं कि वर्तमान में विश्वास की तुलना में आकाशगंगाएं बहुत तेजी से विकसित हो सकती हैं (प्रकृति 440 644)।
"पदानुक्रमित" मॉडल के अनुसार, आकाशगंगाओं का निर्माण एक तल-अप प्रक्रिया के माध्यम से होता है, जो गैस और तारों के छोटे समूहों के गठन से शुरू होती है जो तब बड़ी प्रणालियों में विलय हो जाती है। मोरी और उममुरा ने इस प्रक्रिया का अनुकरण एक शक्तिशाली 3 डी हाइड्रोडायनामिक कोड का उपयोग करके किया, जो एक प्राइमरी आकाशगंगा के गतिशील और रासायनिक विकास को ध्यान में रखने के लिए एक खगोल भौतिकी प्लाज्मा के लिए "वर्णक्रमीय संश्लेषण" कोड के साथ संयुक्त था। पृथ्वी-सिम्युलेटर सिमुलेशन को 1024 "ग्रिड पॉइंट्स" के आधार पर अल्ट्रा-उच्च रिज़ॉल्यूशन के साथ प्रदर्शन किया गया था, जिससे यह खगोल भौतिकी में अब तक की सबसे बड़ी गणना में से एक है।
मोरी और मासायुकी ने अपने सिमुलेशन में प्रारंभिक स्थितियों को एक ठंडे अंधेरे पदार्थ ब्रह्मांड पर आधारित किया है, जिसके मापदंडों को कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड के मापन द्वारा निर्धारित किया जाता है। 2003 में पहली बार किए गए ये अवलोकन बताते हैं कि हम एक समतल ब्रह्मांड में रह रहे हैं जिसमें सिर्फ 4% साधारण पदार्थ, 22% डार्क मैटर और 74% डार्क एनर्जी है - जो कॉसमोलॉजी के मानक मॉडल के साथ है। शोधकर्ताओं ने इसके बाद सीधे अपने संख्यात्मक परिणामों की तुलना लियम-अल्फा एमिटर और "लाइमैन ब्रेक" आकाशगंगाओं की आदिम आकाशगंगाओं की टिप्पणियों के साथ की, जो खगोलविदों को ब्रह्मांड के सबसे दूर और सबसे पुराने हिस्सों में मिलती हैं।
परिणाम बताते हैं कि बिग बैंग के 300 मिलियन वर्ष बाद प्रारंभिक ब्रह्मांड में बनने वाली गैस के प्राइमर्डियल बुलबुले वास्तव में लाइमैन-अल्फा उत्सर्जक की तरह दिखते हैं। लगभग 1 बिलियन वर्षों के बाद, सिमुलेशन से पता चलता है कि ये आकाशगंगाएं ल्यमान में आकाशगंगाओं को बदल देती हैं। अंत में, 10 अरब वर्षों के विकास के बाद, संरचनाएं वर्तमान के अण्डाकार आकाशगंगाओं से मिलती जुलती हैं।
सिमुलेशन भी अपने विकास के प्रत्येक चरण में आकाशगंगा में रासायनिक तत्वों के मिश्रण की भविष्यवाणी करता है, और यह बताता है कि हमारी मिल्की वे की आज लगभग उसी तरह की रचना है जैसे कि यह तब हुआ था जब यह सिर्फ 1 बिलियन साल पुरानी थी। अब तक, आकाशगंगाओं को धीरे-धीरे विकसित होने और 10 अरब वर्षों की अवधि में हाइड्रोजन और हीलियम से परे भारी तत्वों में समृद्ध होने के बारे में सोचा गया था।
मोरी कहते हैं, "हमारी खोज से पता चलता है कि आकाशगंगा का निर्माण बहुत तेज़ी से हुआ और भारी मात्रा में भारी तत्वों का उत्पादन केवल 1 बिलियन वर्षों में हुआ।"
मूल स्रोत: भौतिक विज्ञान संस्थान
