科学者たちはスーパーコンピューターを使い、800万個の仮想宇宙の誕生と進化をシミュレーションした。それぞれの仮想宇宙には1,200万個の銀河が含まれており、その過程で、実在する私たちの宇宙について新たな発見をした。
銀河は水素ガスを使って星を形成するが、水素ガスが十分に残っているにもかかわらず、新たな星の形成を停止する銀河もある。これまで科学者たちは、その原因を複数の要因の組み合わせによるものと考えてきた。
その一つは、銀河の中心にある超大質量ブラックホールが、水素が星形成に適した温度まで冷えるには過剰なエネルギーを放出している可能性があるというものだ。さらに超新星爆発がその熱を一層高めているとも考えられていた。
ダークマターも役割を果たしている可能性がある。ダークマターの重力が水素ガスを引き寄せることで、そのガスの温度が上昇するとされている。
「宇宙の過去へさかのぼればさかのぼるほど、ダークマターはより密集していたと考えられ、その結果、ガスはますます高温になっていたはずだ」と、研究者のピーター・ベロージはプレスリリースで述べた。「これは星形成にとって不利な条件であり、そのため宇宙初期の多くの銀河は、はるか昔に星の形成を停止していたはずだと考えられていた。」
しかし、スーパーコンピューターを活用した宇宙シミュレーションにより、研究チームは研究の詳細を『王立天文学会月報（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）』に発表したが、その結果、そのような事実はないことが判明した。
初期の銀河がより長期間にわたって効率的に星を形成し続けるようシミュレーションを調整した場合にのみ、それらの銀河は現実の宇宙に似た仮想宇宙へと進化した。
「言い換えれば、初期の銀河は我々が想定していたよりも効率的に星を形成していたと結論づけざるを得ない」とベロージは述べた。「そして、この結果が示しているのは、超大質量ブラックホールや爆発する星が生み出すエネルギーは、我々の理論が予測していたよりも星形成を抑制する効果が低いということだ。」
これは、宇宙のこれほど広大な領域を正確にシミュレーションした初の研究である。しかし、その1,200万個の銀河でさえ、実在の宇宙に存在すると天文学者が考える1000億個を超える銀河のごく一部にすぎない。
それでも、スーパーコンピューターの性能は絶えず向上しており、科学者たちが宇宙全体の誕生をシミュレーションできる日もそう遠くないかもしれない。その過程で、宇宙の謎をさらに解き明かすことさえ可能になるだろう。
