одной из важнейших проблем современной космологии является достижение более точного понимания образования структуры Вселенной, то есть, возникновения галактик и других крупномасштабных структур. Существующие теории образования структур во Вселенной относятся к двум категориям, основанным либо на усилении квантовых флуктуаций скалярного поля в течение инфляции, либо на нарушении симметрии при фазовом переходе в ранней Вселенной, что приводит к образованию топологических дефектов. В то время как технологии расчета возмущений плотности для первой группы моделей хорошо развиты, для второй группы моделей существует лишь небольшое число количественных работ, из-за расчетных сложностей по моделированию и нелинейных эффектов, особенно для моделей космических струн.
Мы знаем, что топологические дефекты являются неминуемым последствием нарушения симметрии в теории объединения. Как было показано, среди других дефектов космические струны являются потенциально наиболее приемлемыми для образования космической структуры. Сценарий космических струн, предшествующий инфляции, как реалистичная модель образования структуры, был подтвержден путем компьютерных расчетов, как гораздо более перспективный в формулировании ясных предсказаний, которые можно проверить наблюдениями. Совсем недавно был достигнут существенный прогресс в понимании космических струн, как зародышей крупномасштабной структуры и анизотропии Космического микроволнового фона.
Механизм
Космические струны предстают в форме переноса энергии, возникающего при нарушении симметрии фазовых переходов в ранней Вселенной. Посредством гравитационных взаимодействий, они работают как зародыши образования структур, притягивая окружающую их материю. В терминах теории относительности (смотрите рисунок ниже), мы можем видеть геодезический путь света, искривленный по направлению к струне, когда свет проходит мимо неё. Когда струны развивают масштаб от малых масштабов до больших, они создают возмущения в плотности энергии материи Вселенной.
Для исследования формирования структуры посредством космических струн, мы сначала должны провести численное моделирование высокого разрешения, чтобы получить историю эволлюции космических струн (290 kb):
Фотография сети космических струн при моделировании с высоким разрешением.
|
Образование структуры (холодная темная материя) космическими струнами (видеоролик 183 kb): Распределение потности энергии материи Вселенной (размер области: 128 МПс/час; 2D-проекция) |
|
Образование структуры (холодная vs. горячая темная материя) космическими струнами Распределение потности энергии материи Вселенной (размер области: 128 МПс/час; 2D-проекция) |
|
Гауссиан vs не-Гауссиан Распределение потности энергии материи Вселенной (размер области: 128 МПс/час; 2D-проекция) |
[ Назад ]
[ Большой взрыв ]
[ Галактики ]
[ Реликтовое излучение ]
[ Космические струны ]
[ Инфляция ]
[ Космология ]
[ Дальше ]
..:: Перевел с английского В.Г. Мисовец
