Здравый смысл подсказывает нам, что крупные объекты выглядят меньше по мере удаления от нас, однако этот фундаментальный закон классической физики работает в обратном направлении, когда мы наблюдаем далекую Вселенную, выяснили ученые.
Астрофизики из Университета Кент, Великобритания, смоделировали развитие крупнейших объектов во Вселенной, чтобы на их примере изучить механизмы формирования галактик и других космических тел. Когда наблюдаешь далекую Вселенную, она представляется в ее «юном возрасте», в период формирования. В эту эпоху галактики все еще продолжали расти, а из окрестностей сверхмассивных черных дыр яростно вырывались огромные количества газа и энергии. Эта материя накапливалась в расположенных парами «резервуарах», формировавших самые крупные объекты Вселенной – так называемые «гигантские радиогалактики». Эти радиогалактики протянулись далеко по Вселенной. Даже при движении со скоростью света можно преодолеть такую галактику лишь в течение нескольких миллионов лет.
Эта новая научная работа была проведена профессором Майклом Смитом (Michael D. Smith) из Центра астрофизики и наук о космосе совместно с его студентом Джастином Донохью (Justin Donohoe). Ученые ожидали, что при моделировании объектов, расположенных в космосе дальше от нас, они будут казаться меньше в размерах, но наблюдения показали обратное.
Профессор Смит сказал: «Когда мы вглядываемся глубоко в раннюю Вселенную, мы наблюдаем объекты такими, какими они были в прошлом – когда были молодыми. Мы ожидали увидеть, что эти далекие галактики будут представляться нам как относительно небольшая пара бесформенных долей. К нашему удивлению, мы нашли, что эти космические гиганты выглядят огромными, даже несмотря на то, что находятся на таком большом расстоянии от нас».
Ученым давно известно, что радиогалактики испускают сдвоенные джеты, вокруг которых «надуваются» крупные доли и полости. Команда провела сеанс численного моделирования, используя суперкомпьютер Forge, при помощи которого была смоделирована гидродинамическая обстановка в окрестностях этих джетов. Затем исследователи сравнили полученные изображения с результатами наблюдений этих далеких галактик. Различия оценивались при помощи нового классификационного индекса, называемого Limb Brightening Index (LB Index), который показывает изменения ориентации объекта в пространстве.
Профессор Смит сказал: «Мы уже знаем, что при достаточном удалении от Земли Вселенная начинает действовать, словно увеличительное стекло, и объекты в небе увеличиваются в размерах. Из-за большого расстояния наблюдаемые объекты являются экстремально тусклыми, а это означает, что мы можем наблюдать только самые яркие их части, «горячие пятна». В нашем случае горячие пятна оказались расположены с внешних краев радиогалактики, поэтому мы наблюдали видимое увеличение размера галактики, которое противоречило нашим исходным ожиданиям».