Ako sa vesmír vyvíjal v priebehu času? Vedci tvrdia, že nová superpočítačová simulácia je najpresnejším a najpodrobnejším veľkým kozmologickým modelom vývoja rozsiahlej štruktúry vesmíru. Nazýva sa Bolshoiho simulácia a dáva fyzikom a astronómom nový výkonný nástroj na pochopenie kozmických záhad, ako je formovanie galaxií, temná hmota a temná energia.
Ak je simulácia správna, ukazuje sa, že štandardný kozmologický model je celkom na mieste.
„Tieto obrovské kozmologické simulácie sú nevyhnutné na interpretáciu výsledkov prebiehajúcich astronomických pozorovaní a na plánovanie nových veľkých prieskumov vesmíru, od ktorých sa očakáva, že pomôžu určiť povahu záhadnej temnej energie,“ povedal Anatoly Klypin zo Štátnej univerzity v Novom Mexiku, ktorý napísal počítačový kód pre simuláciu, ktorá bola spustená na superpočítači Pleiades vo výskumnom stredisku NASA Ames.
Simulácia sleduje vývoj rozsiahlej štruktúry vesmíru vrátane vývoja a distribúcie halosov temnej hmoty, v ktorých sa galaxie spojili a rástli. Počiatočné štúdie ukazujú dobrú zhodu medzi predikciami simulácie a pozorovaniami astronómov.
"V istom zmysle si možno myslíte, že počiatočné výsledky sú trochu nudné, pretože v podstate ukazujú, že náš štandardný kozmologický model funguje," uviedol spoluzakladateľ Joel Primack z kalifornskej univerzity v Santa Cruz. „Je vzrušujúce, že teraz máme túto vysoko presnú simuláciu, ktorá poskytne základ pre mnoho dôležitých nových štúdií v nasledujúcich mesiacoch a rokoch.“
Simulácia je založená na údajoch z misie WMAP, ktorá mapuje svetlo Veľkého tresku na celej oblohe. Porovnanie Veľkého predpovede s pozorovaním galaxií zo Sloan Digital Sky Survey ukázalo veľmi dobrú zhodu, uviedol Primack.
Štandardné vysvetlenie toho, ako sa vesmír vyvíjal po Veľkom tresku, je známe ako model Lambda Cold Dark Matter a je to teoretický základ pre Bolshoiho simuláciu. Podľa tohto modelu gravitácia spočiatku pôsobila na mierne kolísania hustoty prítomné krátko po Veľkom tresku, aby vytiahla dokopy prvé zhluky temnej hmoty. Hierarchickým zlúčením menších progenitorov sa stali väčšie a väčšie zhluky. Aj keď povaha temnej hmoty zostáva záhadou, predstavuje asi 82 percent hmoty vo vesmíre. V dôsledku toho bol vývoj štruktúry vo vesmíre poháňaný gravitačnými interakciami temnej hmoty. Bežná hmota, ktorá tvorí hviezdy a planéty, sa dostala do „gravitačných studní“ vytvorených zhlukami temnej hmoty, čo viedlo ku vzniku galaxií v strede halos temnej hmoty.
Z Bolshoiho simulácie vyšla séria článkov, vrátane jednej, ktorá sa zameriava na charakteristiku halosov temnej hmoty a druhá sa týka množstva a vlastností galaxií predpovedaných Bolshoiho simuláciou temnej hmoty.
