Uma nova simulação de supercomputador mostra a evolução do Universo

É o vislumbre mais preciso e detalhado do cosmos primitivo, relatam pesquisadores.

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A radiação (azul) emana de filamentos densos de estrelas e galáxias (branco) neste registro de uma nova simulação do início do Universo. (Créditos: P. Ocvirk/Observatório Astronômico de Estrasburgo, Paul Shapiro/Universidade do Texas em Austin, The Cosmic Dawn & Clues Collaborations/Oak Ridge Leadership Computing Facility)

Traduzido por Julio Batista
Original de para a Science News Magazine

O Universo primordial se transforma de uma paisagem inexpressiva em uma teia complexa em uma nova simulação de supercomputador dos anos de formação do cosmos.

Uma animação da simulação mostra nosso Universo mudando de uma nuvem de gás fria e tênue para a dispersão irregular de galáxias e estrelas que vemos hoje. É a reprodução mais completa, detalhada e precisa da evolução do Universo já produzida, relataram pesquisadores em novembro na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Esse vislumbre virtual do passado do cosmos é o resultado do CoDaIII, a terceira iteração do Projeto Cosmic Dawn, que traça a história do Universo, começando com a “idade das trevas cósmica” cerca de 10 milhões de anos após o Big Bang. Nesse ponto, o gás quente produzido no início dos tempos, cerca de 13,8 bilhões de anos atrás, havia esfriado em uma nuvem sem características marcantes e sem luz, disse o astrônomo Paul Shapiro, da Universidade do Texas em Austin, EUA.

O Universo era um lugar frio e escuro 10 milhões de anos após o Big Bang. O gás hidrogênio começou a se aglomerar 100 milhões de anos depois, formando regiões densas (brancas) que deram origem às primeiras estrelas e galáxias, como visto nesta animação de uma nova simulação do início do Universo. A luz irradiada das estrelas (azul) aqueceu o gás ao redor das galáxias como matéria coletada em um arranjo semelhante a uma teia. As explosões em rosa são regiões de alta temperatura que apareceram quando algumas estrelas explodiram. As galáxias e estrelas que vemos hoje estão ao longo dos filamentos que resultaram da complexa interação entre a matéria e a luz das estrelas à medida que o Universo evoluiu.

Cerca de 100 milhões de anos depois, pequenas ondulações no gás que sobrou do Big Bang fizeram com que essas nuvens se aglutinassem. Isso levou ao surgimento de filamentos longos que formaram uma teia de matéria onde nasceram galáxias e estrelas.

À medida que a radiação das primeiras galáxias iluminou o Universo, ela arrancou elétrons de átomos nas nuvens de gás outrora frias durante um período chamado de época de reionização, que continuou até cerca de 700 milhões de anos após o Big Bang.

CoDaIII é a primeira simulação a explicar totalmente a complexa interação entre a radiação e o fluxo de matéria no universo, disse Shapiro. Ela abrange o tempo desde a idade das trevas cósmicas até os próximos bilhões de anos, à medida que a distribuição da matéria no Universo moderno se formou.

A animação da simulação, disse Shapiro, mostra graficamente como a estrutura do Universo primitivo está “impressa nas galáxias hoje, que lembram sua juventude, seu nascimento ou seus ancestrais desde a época da reionização”.