Содержание
Есть так много вопросов о Вселенной, на которые еще предстоит ответить, что чем больше мы продвигаемся в ее познании, тем больше мы чувствуем себя подавленными ее необъятностью и ее стремлением заставить нас увидеть, что Космос — это удивительное и в то же время время, загадочное место.
Мы знаем, что наши Солнцу осталось жить 5000 миллионов лет. Когда наша звезда умрет, Земля обязательно исчезнет, потому что когда звезды размером с Солнце приближаются к концу своей жизни, они превращаются в красных гигантов. Следовательно, Солнце превратится в огромную плазменную сферу, которая поглотит нас, прежде чем остыть.
Мрачное будущее, да. Но когда мы исчезнем, Вселенной останется жить еще долго. Мы знаем, что ему 13,8 миллиарда лет и что наиболее вероятной теорией его образования является Большой взрыв.
Теперь, когда Вселенная умрет? Есть ли у него конец? Ваш пункт назначения? Как это будет? Наука все еще не очень ясна в этом вопросе, но в мире астрономии есть уважаемые теории, которые пытаются ответить на эти вопросы. И в сегодняшней статье мы их увидим.
Рекомендуем прочитать: «Что такое теория струн? Определение и принципы »
Какой была Вселенная
Скажем откровенно: мы не можем ответить на этот вопрос. Никто не может. Но ведь никто не запрещает порассуждать на эту тему и рассмотреть несколько интересных предположений? С этим согласен, например, Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института. В прошлом месяце Кэрролл принимал участие на проходящей два раза в год встрече Американского астрономического сообщества, где он предложил несколько «предвзрывных» сценариев, чьим «финальным аккордом» могло бы стать появление нашей Вселенной. Опять же, это всего лишь рассуждения, а не теории, поэтому просим это учитывать.
Одним из самых странных свойств нашей Вселенной является то, что она обладает очень низким уровнем энтропии. У этого термина имеется множество интерпретаций, но в данном случае речь идет о степени неупорядоченности. И в случае со Вселенной порядка в ней больше, чем беспорядка. Представьте себе бомбу, заполненную песком. Бомба взрывается, и содержащиеся в ней миллиарды миллиардов песчинок разлетаются в разные стороны – перед вами по сути макет Большого взрыва.
Результатом Большого взрыва могло (и, возможно, должно было) стать появление высокого уровня энтропии массы в виде неравномерно распределенной материи. Однако вместо этого мы видим звездные системы, галактики и целые галактические скопления, объединенные между собой. Мы видим порядок.
Внешние ссылки[]
Holtz, Брайен (2002). Человеческое Знание: Фонды(Основы) и Пределы. Восстановленный 25 марта 2004.
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА РАДИОВЕЩАНИЯ Онлайн (2000). От Большого взрыва до конца Вселенной — Тайн Графика времени Открытого космоса. Восстановленный 24 марта 2005.
Schulman, Эрик (1997). История Вселенной в 200 Словах или Меньше. Восстановленный 24 марта 2005.
Институт Науки Космического телескопа Office Публики Превышает (2005). Дом Космического телескопа Бульканья(Кочки). Восстановленный 24 марта 2005.
Графика Fermilab (см. «границу временной рамки(график работ экипажа в полете) Энергии от Большого взрыва до существующей» и «Истории Эмблемы Вселенной»),
Первый детальный намек астрономов того, что продолжалось меньше чем trillionth секунды после времени, начался
Приключение Вселенной
Природа темной энергии
Одной из наиболее вероятных моделей Вселенной, которая также удовлетворяет уравнениям общей теории относительности, является космологическая модель советского ученого – Александра Фридмана, которую он описал еще в 1922-м году. Согласно ней тяготение зависит не только от плотности вещества, но и от давления самой среды. Природа различных сред определяется параметром «w», который равен отношению давления среды к плотности ее энергии.
Далее кратко рассмотрим три наиболее реалистичные модели темной энергии.
Квинтэссенция
Согласно этой гипотезе темная энергия представляется возбуждением частиц некоего скалярного поля, плотность которого может изменяться в пространстве-времени. Параметр w в таком случае имеет значение больше -1 и меньше -1/3.
Энергия вакуума (w = -1)
Предполагается, что темная энергия присуща любому объему пространства, является энергетической плотностью чистого вакуума. В таком случае ее плотность остается неизменной. Примечательно, что значительный вклад в эту гипотезу сделал сам Альберт Эйнштейн. Считая Вселенную стационарной, то есть не расширяющейся, он осознавал, что по закону всемирного тяготения Ньютона мир должен сжиматься. Так как этого не происходит, Эйнштейну пришлось ввести в уравнения общей теории относительности дополнительный «космологический член». Под ним подразумевается некая сила, противодействующая силе гравитации. Возрастание этой силы происходит с коэффициентом пропорциональности, который был назван «космологической постоянной».
Эйнштейн за работой
Однако, после открытия расширения Вселенной Э. Хабблом, Эйнштейн посчитал космологический член, как он сам говорил, «грубейшей ошибкой из всех допущенных им» и убрал ее из уравнений. Но после открытия факта ускоренного расширения Вселенной, космологический член вновь потребовался для описания космологической модели. Таким образом, Альберту Эйнштейну удалось описать природу темной энергии еще до ее теоретического рождения. Сегодня гипотеза энергии вакуума, основывающаяся на космологической постоянной «Лямбда», включена в современную стандартную космологическую модель Вселенной — Лямбда-CDM.
В случае гипотезы об энергии вакуума, Вселенную ждет так называемый «разлет во тьму», в результате которого все космические объекты значительно отдалятся друг от друга, а после – начнут распадаться на составные, вплоть до элементарных частиц.
Фантомная энергия (w < -1).
Такая модель среды подразумевает отрицательную кинетическую энергию, то бишь отрицательную гравитацию, которая по модулю выше, чем у вакуума. Плотность таковой среды со временем увеличивается, а отрицательная гравитация возрастает до тех пор, пока не приблизится к бесконечному значению. Из этого следует, что расширение Вселенной будет столь стремительно, что приведет ее к Большому Разрыву.
Темная энергия
Темная энергия не собирается в сгустки, она равномерно распределена по Вселенной. В галактиках и скоплениях темной энергии столько же, сколько за их пределами. В некотором смысле темная материя испытывает антигравитацию.
Современные астрономические методы в состоянии определить тот факт, что в настоящее время (и недалеко в прошлом) Вселенная расширяется ускоренно. В этом смысле говорят об антигравитации, поскольку обычная гравитация уменьшала бы скорость разлета галактик.
Данная ситуация не входит в противоречие с общей теорией относительности, но в таком случае темная энергия должна иметь отрицательное давление.
Одним из кандидатов на роль темной энергии считается вакуум. Так как плотность энергии вакуума остается неизменной при расширении Вселенной, что означает отрицательное давление вакуума.
Другим претендентом на роль темной энергии считают сверхслабое поле, которое пронизывает Вселенную. Для этого поля используют термин «квинтэссенция».
Формальным уравнением для темной энергии является выражение для квинтэссенции ($w$):
$w=\frac{p}{\rho} (1),$
где величина $w$ — постоянная.
Уравнение состояния (1) при $w=\frac{1}{3}$ означает излучение.
Для расширения Вселенной с ускорением необходимо, чтобы $w$
Чаще всего модели расширения Вселенной рассматривают при квинтэссенции в интервале:
$-1$
При $w$
Большой хлеб
Большой хлебец — это теория, которая выглядит как что-то из фантастического фильма, но, согласно законам квантовой механики, правдоподобна. Чтобы понять это, мы сначала должны сделать акт веры и поверить в то, что существуют вселенные, параллельные нашей.
Эта теория основана на принципах Бозон Хиггса, субатомная частица, открытая в 2012 году, которая отвечает за массу всех других частиц. Что ж, согласно квантовым законам масса этого бозона указывает на то, что вакуум (места, где нет частиц) во Вселенной нестабилен.
Рекомендуем прочитать: «8 типов субатомных частиц (и их характеристики)»
Эта нестабильность вакуума подразумевает, что это не состояние с самой низкой энергией (которым считалось), потому что, если бы это было так, оно должно было бы быть стабильным. Поэтому говорят, что это на самом деле ложный вакуум и что он может коллапсировать до истинно низкоэнергетического состояния.
Это приведет не только к дестабилизации протонов всей материи, но и к изменению всех физических законов Вселенной. А знаете ли вы хуже всего? Технически это это могло случиться в любой момент. Другими словами, «пузырь», которым является наша Вселенная, может взорваться в любом месте Космоса и в любое время, вызывая цепную реакцию, которая поглотит всех нас.
«Кабак» с законами сохранения
— Отскок или инфляция — но в принципе это одна и та же Вселенная. Действуют ли в ней фундаментальные законы, например закон сохранения энергии?
— Как раз с законом сохранения энергии в космологии «кабак». В космологии его просто нет. Он не соблюдается. У вас летит фотон по Вселенной. Он краснеет, длина его волны увеличивается, энергия падает из-за расширения Вселенной. Ну и где здесь закон сохранения энергии? У фотона энергия упала. Факт жизни. И во Вселенной в целом невозможно определить такую величину, которая была бы полной энергией Вселенной. Нет такой. И я не вижу никакой необходимости в законе сохранения энергии. И законов сохранения импульса, момента импульса тоже нет.
— То есть законов сохранения в космологии нет?
— В космологическом контексте они не требуются. И уравнения Эйнштейна не подразумевают, что есть законы сохранения в космологическом контексте. Они начинают функционировать тогда, когда у вас есть локальная материя или энергия, а снаружи пустота. То есть снаружи у вас пространство-время Минковского плоское, и, глядя издалека, вы уже можете говорить о массе и об энергии этого вашего объекта. Если же этот объект не локализован, а, как Вселенная, бесконечен или замкнут, как сфера, то уже об этом разговаривать не приходится.
Как раз с законом сохранения энергии в космологии «кабак». В космологии его просто нет. Он не соблюдается. У вас летит фотон по Вселенной. Он краснеет, длина его волны увеличивается, энергия падает из-за расширения Вселенной. Ну и где здесь закон сохранения энергии?
Что такое закон сохранения энергии и откуда вообще он берется? Он берется из того, что у вас в разные времена законы физики одни и те же. А здесь у вас Вселенная расширяется, в разные времена у вас все по-разному.
И в космологии такого объекта, как полная энергия, нет. И интеграл от плотности энергии по пространству не сохраняется. Иначе как это может быть: Вселенная расширяется, а плотность темной энергии остается постоянной? Откуда взялась энергия? Ниоткуда. Нет закона сохранения.
Это мы привыкли: энергия, импульс, угловой момент. Нет таких величин в расширяющейся Вселенной. Таких интегралов не придумаешь. В лучшем случае можно написать некий интеграл, который тождественно равен нулю на уравнениях движения.
— А причинно-следственный подход здесь тоже не работает?
— Работает. Очень даже работает. У вас есть скорость распространения сигнала, она вполне конечная. Вот скорость света не меняется. Пока не требуется, чтобы она менялась. Хотя обсуждаются всякие варианты. Гравитационная постоянная тоже не требуется, чтобы менялась. Но опять же, обсуждаются варианты, где гравитационная постоянная — никакая не постоянная, а тоже зависит от времени. Это вопрос опять экспериментальный. Теоретически не исключено.
— А время? Время у вас линейное, с ним все нормально?
— Время — это время.
— А если все-таки была сингулярность, то до этого, получается, времени не было?
— Как-то плохо верится, что есть настоящая бесконечность. Это значит, что у вас есть настолько большие плотности энергии и настолько сильно искривленное пространство-время, что обычная, нормальная, привычная картинка пространства-времени, плотности энергии, уравнения общей теории относительности — все это не работает. А что работает, никто не знает. Поэтому мы пока не понимаем, что было до этой сингулярности, было ли там что-нибудь или там вообще нельзя задавать вопрос «что было до». Потому что «до» само по себе требует времени. Если в такой системе нет самого понятия времени, то и задавать вопрос «что было до» тоже бессмысленно.
— Ну, например, докажут экспериментально, что постоянная Планка не сохраняется, что никакая это не постоянная — и как вы будете писать уравнения?
— Напишем, что она зависит от времени, и напишем для нее уравнение.
— То есть вы это допускаете?
— А почему нет? В теории струн есть всего одна константа. Но она размерная, поэтому константа это или не константа — понятие относительное…
— Но что-то в этой Вселенной должно сохраняться?
— Не обязательно. Во Вселенной нет никаких инвариантов вообще. Есть уравнения, есть их решения.
эпоху Планка: 10-43 секунды[]
Главная статья: эпоха Планка
Если суперсимметрия правильна, то в это время четыре фундаментальных силы – электромагнетизм, слабая ядерная сила, сильная ядерная сила и гравитация – все имеют ту же самую силу, таким образом они возможно объединены в одну фундаментальную силу. Немного известен об этой эпохе, хотя различные(другие) теории делают различные(другие) предсказания. Теория Эинстеина общей относительности предсказывает гравитационную особенность перед этим временем, но при этих условиях(состояниях) теория, как ожидают, сломается из-за квантовых эффектов. Физики надеются, что предложенные теории квантовой серьезности, типа теории вереницы(нити) и серьезности кванта петли, в конечном счете приведут к лучшему пониманию той эпохи.
Что такое темная энергия
Темную энергию окружает очень много вопросов. Какова ее природа? Откуда она берется? Постоянна она или меняется со временем? Окончательных ответов нет, но все указывает на то, что темная энергия — это космологическая постоянная. Другими словами, она ведет себя как новая форма энергии, присущей самому пространству. По мере расширения Вселенной, она создает новое пространство, которое содержит все то же однородное количество темной энергии.
Во всяком случае, это наше лучшее представление на текущий момент. С теоретической точки зрения существует несколько известных способов создания космологической постоянной, и поэтому данное объяснение — до тех пор, пока данные согласуются с ним — будет оставаться предпочтительным. Но нет причин, по которым темная энергия не может оказаться чем-то более сложным.
Она может быть чем-то, что размывается со временем, становясь все менее и менее плотным, пусть и немного. Она может быть чем-то, что меняет знак в далеком будущем и приводит к воссозданию Вселенной в Большом Сжатии. Она может быть также чем-то, что со временем становится сильнее, ускоряясь и расширяя Вселенную с течением времени. Именно этот вариант приводит к сценарию Большого Разрыва.
Варианты расширения.
Когда мы говорим о какой-либо компоненте энергии во Вселенной, мы говорим о ее уравнении состояния, которое описывает, как она эволюционирует со временем во Вселенной. Астрофизики используют для этого параметр w, где w = 0 соответствует материи, w = 1/3 соответствует излучению, w = -1 соответствует космологической постоянной.
Темная энергия, по-видимому, имеет w= -1, но это не точно. К примеру, новая работа коллаборации Subaru Hyper Suprime-Cam, добавила новые ограничения уравнению состояния темной энергии. Хотя темная энергия весьма убедительно соответствует w = -1, есть также предположение, что она может быть еще более негативной. Если она на самом деле такова — если выяснится, что w < -1, а не равно -1 — тогда Большой Разрыв неизбежен.
Если же Большой Разрыв неизбежен, не только расширяющаяся Вселенная, но и далекие объекты будут ускоряться от нас все быстрее и быстрее с течением времени (из-за темной энергии). Но и объекты, которые держатся вместе за счет какой-либо фундаментальной силы, в конечном итоге будут разорваны увеличивающейся силой темной энергии.
Через много миллиардов лет в будущем наша локальная группа увидит, как звезды на окраинах будут выброшены в космос, поскольку отвяжутся гравитационно от нашей будущей далекой галактики: Млекомеды. С течением времени все больше и больше звезд будут выбрасываться наружу, пока не разрушатся структуры, которые известны нам как галактики, и не превратятся в собрание миллиардов несвязанных звезд и звездных трупиков.
С течением времени планеты будут выбрасываться из своих солнечных систем, поскольку темная энергия будет усиливаться, и затем даже сами планеты будут разорваны. В самые последние моменты, удерживаемые атомными и молекулярными силами объекты будут разорваны, электроны сорвутся со своих атомов, атомные ядра рассыпятся, и даже сами кварки будут разделены. А затем и они разорвутся.
Будущее Вселенной
Вопрос о том, что ждет Вселенную в будущем, является одним из самых популярных среди ученых-космологов. Одно из важнейших свойств Вселенной – это ее ускоренное расширение. Исходя из этого, в дальнейшем развитии космического пространства может быть два сценария:
- расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно, что приведет к снижению средней плотности вещества, которая рано или поздно приблизится к нулю. Простыми словами, в начале начнут распадаться галактические скопления, а в конце протоны поделятся на кварки;
- рано или поздно расширение Вселенной замедлится и запустится обратный процесс – сжатие. В результате произойдет коллапс и все космическое вещество вернется в свое первоначальное состояние – сингулярность.
Есть еще одно предположение, что в результате стремительного роста скорости расширения Вселенной, произойдет Большой разрыв – данный процесс подразумевает разрыв абсолютно всех существующих космических структур и даже мельчайших атомов.
Исследование Вселенной – процесс интересный и увлекательный. Ежедневно ученые пытаются объяснить новые явления и процессы, строят математические и космические модели структур и объектов, ищут ответы на самые таинственные загадки. Все эти знания позволяют узнать прошлое мироздания и предсказать его возможное будущее.
«Красное смещение» и закон Хаббла
Одним из самых важных научных открытий Хаббла является природа синего и красного гравитационного смещения. С их помощью ученым удается распознать, приближается или удаляется от нас то или иное космическое тело.
В 1929 г Эдвин Хаббл с помощью 100-дюймового телескопа проводил измерение спектральных свойств галактических систем Гершеля и отметил интересный факт. С одной стороны галактики имели много общего с Млечным путем, вот только спектры их самых ярких звезд имели существенные отличия от спектров звезд из нашей Галактики. Все они были сдвинуты в более длинноволновую сторону спектра, то есть в красную. Данное явление Хаббл назвал эффект красного смещения. Ученый заметил, что в пределах одного галактического пространства, красное смещение звезд было более менее одинаковым, а вот с другими галактиками оно имело существенные отличия.
Он выделил закономерность:
Проще говоря: чем дальше расположена наблюдаемая галактика, тем эффект красного смещения будет больше. Так был сформирован закон Хаббла, который изображается формулой:
Постоянная Хаббла представляет собой коэффициент, который входит в состав закона Хаббла. С его помощью связали расстояние до определенной галактической системы или квазара со скоростью их удаления. Измеряется в км/с на мегапарсек (Мпк).Со временем значение постоянной Хаббла регулярно меняется, смысл слова «постоянная» заключается в том, что в определенный момент времени величина Н во всех точках Вселенной будет одинаковой. Изменения связаны с использованием разных методик расчета и с изобретением более новых исследовательских аппаратов. В данный момент значение постоянной 70,1 (км/с)/Мпк.
Согласно закону Хаббла ученым удалось вычислить теоретический возраст Вселенной. Для этого они оценивали величину красного смещения для самых отдаленных объектов Вселенной, зная, что в самом начале все было сжато в единую точку. Самое интересное, что хаббловский возраст Вселенной практически равен тому возрасту, который был рассчитан по космологической модели Фридмана – 13,8 млрд. лет.
Примерно такой же эффект происходит и с красным смещением, но его масштабы куда больше. Чем дальше находится заезда от наблюдателя, тем заметней будет изменение частоты света, исходящего от нее. Во время наблюдения красное смещение представляет собой сдвиг спектральных линий в звездном излучении в красную область спектра.
В космологии еще есть понятие синего смещения, которое представляет собой полную противоположность красному. Если происходит сдвиг спектральных линий в сторону синей области, то это означает, что галактика приближается к нам с определенной скоростью.
Будущее Вселенной
Теория возникновения Вселенной путем Большого взрыва официально признана в научном мире. Согласно ее основным утверждениям, космическое пространство все еще продолжает эволюционировать и на смену одним структурам приходят абсолютно новые. Существуют две противоположные версии дальнейшего развития событий:
- Большой разрыв. Если Универсум и дальше продолжит расширяться, то в дальнейшем гравитационное взаимодействие между его элементами начнет стремительно ослабевать. Произойдет распад галактик и их скоплений. После этого распадутся отдельные звездные системы, где гравитация звезды не в силах будет удержать планеты вокруг себя. Постепенно все элементы Вселенной разрушаться вновь до элементарных частиц, законы физики перестанут иметь смысл. Что произойдет дальше – предсказать невозможно.
- Большое сжатие. В этом сценарии описывается предположение, что космическое пространство постепенно замедлит свое расширение и начнет обратно сжиматься. Все его элементы образуют единое мега скопление, в котором будет продолжаться процессы рождения, эволюции и смерти галактик. Однако, вещество будет сжиматься и далее, что приведет к образованию одной гигантской галактики. Космическое пространство вновь начнет нагреваться, реликтовое излучение разрушит планеты и звезды. Все структуры перейдут в состояние элементарных частиц. Вселенная приобретет свой первоначальный вид до Большого взрыва.
Любой из основных сценариев смерти Вселенной в нынешнем ее состоянии предполагает распад всех ее структур до фундаментальных частиц и прекращения любых сил взаимодействия. Так ли оно будет на самом деле, предсказать современной науке невозможно.
Вселенная умрет?
Наука точно не знает. Мы знаем, что он быстро расширяется после Большого взрыва, который произошел 13,8 миллиарда лет назад. Вся энергия и материя, необходимые для образования галактик, звезд, черных дыр, планет … Все во Вселенной родилось из этого «великого взрыва».
Теперь рискнуть узнать, что произойдет через миллионы миллионов лет, значит смешать астрономию с философией. Как мы уже говорили, мы знаем, что Солнце умрет через 5 миллиардов лет, и мы умрем вместе с ним.
Но что будет с остальными звездами? Будут ли галактики двигаться все дальше и дальше друг от друга? Можно ли его неограниченно расширять? Ваша энергия иссякнет? Это бесконечно или конечно? Без сомнения, мы далеки от ответа на все эти вопросы.
В любом случае, теории, которые мы увидим дальше, были сформулированы на основе предсказаний, основанных на массе и энергии Вселенной (включая концепции темной массы и энергии), ее плотности и ее плотности. скорость расширения.
Знания в области термодинамики и астрономии, кажется, указывают на то, что Вселенная фактически умрет. Хотя это во многом зависит от того, что мы подразумеваем под «смертью». Ясно то, что никакая материальная система не может расширяться неограниченно, и если бы это произошло, то наступил бы момент, когда энергия была бы настолько низкой, что не могло бы быть никакой реакции.
Поэтому мы не знаем, как он это сделает, но вроде все указывает на то, что Дни вселенной сочтены. Тем не менее, некоторые теории предполагают, что Вселенная — всего лишь ребенок по сравнению со всеми миллионами и миллионами лет, оставшимися до того, как будет достигнута ее окончательная судьба. Другие, с другой стороны, говорят нам, что мы могли бы быть ближе к концу, чем кажется.
Рекомендуем прочитать: «10 крупнейших звезд Вселенной»
История
В 1910-1920-х годах рядом ученых было замечено, что близлежащие космические объекты, вроде Туманности Андромеды или цефеид, удаляются от Земли с некоторой скоростью. В результате этих наблюдений выдающийся американский астроном Эдвин Хаббл сформулировал свой одноименный закон, согласно которому Вселенная расширяется. Подобный эффект сразу же нашел объяснение в лице инерции от Большого Взрыва. Предполагалось, что гравитация отрицательно влияет на инерцию, и потому спустя некоторое время расширение остановится, на миг Вселенная окажется в стабильном состоянии, после чего начнет сжиматься обратно.
Колоссальной гравитацией же должна обладать невидимая, но давно известная нам «темная материя», в результате действий которой могло бы произойти так называемое «Большое сжатие». Но последующие наблюдения за космическими телами наводили ученых на мысль, что Вселенная не замедляет свое расширение, а в 1998-м году при исследовании сверхновых астрономы обнаружили, что расширение происходит ускоренно. Для описания наблюдаемого явления в модель Вселенной пришлось ввести новый вид энергии – «темную энергию».
Действие темной энергии. Смотреть в полном размере.
формирование Структуры[]
См. также: Крупномасштабная структура космоса и формирования Структуры
Крайние Глубокие Области(Поля) Бульканья(Кочки) часто галактики витрины с древней эры, которые говорят нам, на что походил ранний Звездный Возраст.
Другое изображение(образ) Бульканья(Кочки) показывает младенческую галактику, формирующуюся поблизости, что означает, что это случилось очень недавно на космологической шкале времени. Это — свидетельство(очевидность), что Вселенная не совсем закончена с формированием галактики все же.Формирование структуры в большом взрыве моделирует доходы иерархически, с меньшими структурами, формирующими перед большими. Первые структуры, которые сформируют — квазары, которые, как думают, являются яркими, рано активные галактики и население III звезд. Перед этой эпохой, развитие вселенной могло быть понято через линейную космологическую теорию волнения: то есть, все структуры могли быть поняты как маленькие отклонения от прекрасной гомогенной вселенной. Это в вычислительном отношении относительно легко учиться. В этом пункте(точке) нелинейные структуры начинают формироваться, и вычислительная проблема становится намного более трудной, вовлечение, например, моделирования N-тела с миллиардами частиц.