Иерархическое формирование галактик во Вселенной

Какими свойствами предположительно обладает темная материя? Как было распределено вещество в ранней Вселенной? Как проходило формирование галактик согласно иерархической концепции? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Ольга Сильченко.

Из самой общей космологической теории следует иерархическая концепция формирования галактик. Это означает, что сначала формируются самые маленькие галактики, потом они постепенно сливаются во все большие системы, а самые крупные галактики и самые крупные системы галактик образуются последними. На сегодняшний день самой крупной гравитационно связанной системой считается скопление галактик с массой 1015 масс Солнца. Эти системы созрели к формированию за те 14 миллиардов лет, что существует Вселенная.

Реликтовый фон — это то, что осталось от самых ранних стадий эволюции Вселенной, когда излучение и вещество еще были перемешаны, а вещество только-только начало обособляться от излучения и начало свою самостоятельную жизнь. На этой стадии отделилось реликтовое излучение, мы его видим как трехградусный радиофон по всему небу, он равномерен с точностью до 10-6, то есть флуктуации — в одну миллионную от общей интенсивности фона. Примерно с такой же равномерностью на ранних стадиях было распределено и вещество. Но поскольку действует гравитация, то любое малейшее случайное уплотнение в каком-то месте приводит к тому, что на это место начинает стягиваться окружающая темная материя. Таким образом происходит гравитационный коллапс и формируются первые гравитационно связанные объекты.

Космологические теории и иерархическая концепция предсказывают, что карликовые галактики образовались первыми, а гигантские — последними. Из этого следует, что карликовые галактики — самые старые, а гигантские — самые молодые. Если при слиянии двух галактик участвовал газ, то обязательно должна быть вспышка звездообразования, потому что слияние — это очень бурный процесс, который приводит к уплотнению облаков газа, и звездообразование просто обязано вспыхнуть. Когда в начале 90-х предсказание космологических моделей было четко сформулировано, ожидалось, что звездное население будет самое старое в карликовых галактиках и самое молодое в гигантских. Когда же непосредственно определили возраст звезд, оказалось, что все наоборот.