Pierwszy miliard lat w życiu wszechświata
Wielki Wybuch to określenie opisujące szybki i gwałtowne rozszerzenie się przestrzeni stanowiące narodziny wszechświata. Naukowcy stworzyli bezprecedensowe wysokorozdzielcze symulacje ukazujące pierwszy miliard lat tego rozszerzania się (First Billion Years Simulations) w ramach finansowanego przez UE projektu GALAXIES BIRTH ("The birth of the first stars and galaxies"). Celem nadrzędnym tego projektu było przetestowanie teorii istnienia gwiazd populacji III (POP III), hipotetycznych pierwszych gwiazd składających się wyłącznie z pierwotnego gazu zawierającego głównie wodór i hel. Gwiazdy POP II zawierają dodatkowe pierwiastki, choć w niewielkich proporcjach, podczas gdy gwiazdy POP I mają wysoką zawartość pierwiastków innych niż wodór i hel. Powstawanie gwiazd można badać na podstawie oryginalnych cząstek i jonów we wszechświecie. Zjonizowany gaz, jakim był wszechświat w pierwszych 300 tys. lat, ustąpił miejsca neutralnemu ośrodkowi międzygalaktycznemu (IGM) obecnemu aż do około 500 mln lat po Wielkim Wybuchu. Po tym, okres rejonizacji trwał do około 1 mld lat po Wielkim Wybuchu, podczas których pojawiły się pierwsze gwiazdy i galaktyki, prawdopodobnie jonizując neutralny wodór w IGM. Zespół projektu GALAXIES BIRTH wykorzystał modele wygładzonej hydrodynamiki cząstek (SPH) o ultra wysokiej rozdzielczości. Wyniki projektu jako pierwsze pozwalają na konsekwentną kalkulację frakcji rejonizacji wodoru w czasie rejonizacji, co stanowi kamień milowy w historii wszechświata w związku ze stworzeniem pierwszych źródeł światła. Również jako pierwsze ukazują samoregulującą się naturę procesu formowania się gwiazd, a zwłaszcza wpływ obfitości wodoru cząsteczkowego na niego. Uzyskano wgląd co do przejścia z formowania się gwiazd POP II do POP III, formowania się supermasywnych czarnych dziur i czarnej materii. Modele projektu dały początek pierwszym w historii opisom pierwszego miliarda lat wszechświata. Głębsze zrozumienie powstawania pierwszych struktur galaktycznych posłuży do tworzenia prognoz i prowadzenia obserwacji w związku z nadchodzącymi kosmicznymi misjami satelitarnymi, co pozwoli zagwarantować, że czasu spędzony w kosmosie zostanie dobrze wykorzystany.
