Új szimuláció készült a kozmosz evolúciójáról

Új, látványos szimuláció készült az univerzum evolúciójáról, amely bemutatja, hogyan fejlődött a kozmosz több milliárd év alatt.

A kozmikus szimuláció az univerzum struktúrájának nagy léptékű változásait modellezi, nyomon követve az evolúció 13 milliárd évét, a Nagy Bummtól számított 12 millió évvel kezdődően. Az Illustris névre keresztel modell azért különleges, mert széles területet foglal magába, egy körülbelül 350 millió fényévnyi átmérőjű kozmikus kockát, emellett néhány olyan részletre fókuszál, amelyeket nehéz kikalkulálni az univerzum ilyen hatalmas területének vizsgálatakor.

Az Illustris bemutatja a kis léptékű galaxisevolúciót, és nyomon követi az elliptikus, valamint spirálgalaxisok keletkezését - mondja Mark Vogelsberger, az MIT kutatója és az új tanulmány vezető szerzője. A korábbi szimulációkkal ellentétben galaxisalakzatok elegyét alkotja meg, amelyek jól illeszkednek a megfigyelésekhez. Emellett pontosan reprodukálja a galaxishalmazok és a semleges gáz, valamint a hidrogén és a galaxisok nehézelem-tartalma univerzumbeli, nagy léptékű megoszlását.

Az új szimuláció nem fedi le a teljes univerzumot, de elég széles területet ölel fel ahhoz, hogy az egész kozmoszt reprezentálhassa - mondja a szakember. A szimulációhoz modellezni tudták a sötét anyag és sötét energia viselkedését, eme rejtélyes anyagok alkotják az univerzum mintegy 95 százalékát. Emellett modellezték a barion-anyag - a protonokból, elektronokból és neutronokból álló anyag - viselkedését is. A modell valójában nagyon hasonlít ahhoz, amit a kutatók az igazi univerzumban megfigyelhetnek. Vogelsberger szerint sikere a tökéletesített algoritmusoknak és ama ténynek köszönhető, hogy számításai a fizika számos területét ölelik fel, úgymint a szupernehéz fekete lyukak keletkezését és hatásaikat környezetükre.

A csapat 8192 processzort használt szimultán módon, hogy megalkossa az új szimulációt, amely feltárja, hogyan változott a galaxisok megoszlása az idők folyamán. Egy hagyományos asztali számítógéppel mintegy 2000 évet vett volna igénybe a folyamat, így viszont hat hónap alatt elkészültek vele.

A szimuláció azonban nem tökéletes. Olybá tűnik, hogy a csillagok túl korán keletkeznek az alacsony tömegű galaxisokban, és nem tudják modellezni a ritka, szélsőségesen masszív galaxishalmazokat sem. Vogelsbergernek jelenleg nem áll rendelkezésére a megfelelő informatikai háttér, hogy ilyen szimulációt elvégezzen.

Ezek a problémák azonban nem szükségszerűen kudarcok, ugyanis segíthetnek a kutatóknak arra fókuszálni, mit kellene keresniük a jövőbeli szimulációkkal. Eme kérdéskörökre fókuszálva talán olyan új modelleket hozhatnak létre, amelyek még szorosabban emlékeztetnek a kozmikus evolúcióra.

Forrás: Space.com/Nature