Symulacja wszechświata

Astronomowie wiedzą całkiem sporo o początkach wszechświata oraz prawie 14 miliardach lat jego rozwoju. Jednak zebranie wszystkich posiadanych informacji i stworzenie z nich symulacji może przysporzyć sporo problemów. Nawet przy obecnym poziomie techniki, nie każdy komputer podoła takiemu zadaniu.

Przeliczony przez 8 tysięcy procesorów

Symulacja powstania kosmosu doszła do skutku - ogłosili naukowcy po trzymiesięcznym przeliczaniu danych przez osiem tysięcy procesorów działających równolegle. Wszystkie miały jedno zadanie - stworzenie modelu rozwijającego się kosmosu. Gdyby taką samą symulację przeprowadzono na przeciętnym laptopie, trwałaby około dwóch tysięcy lat.

- "Dotychczas żadna symulacja nie była w stanie odtworzyć wszechświata w dużej i małej skali równocześnie" - mówi Mark Vogelsberger z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, jeden z najbardziej znanych naukowców zajmujących się symulacjami.

Wyjątkowa jakość

Poprzednie próby skupiały się albo na odtworzeniu niewielkiego obszaru kosmosu, albo miały bardzo małą rozdzielczość utrudniającą obserwację. Jednak ta symulacja pozwoliła na stworzenie wirtualnego sześcianu o boku długości 350 milionów lat świetlnych przedstawiającego około 13 miliardów lat w niespotykanej wcześniej rozdzielczości. Informację o tym osiągnięciu opublikowano na początku maja w tygodniku Nature.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na ten temat, oglądaj serial "Kosmos" na National Geographic Channel w każdą niedzielę o 22.00.

Od szczegółu do ogółu

Skutki Wielkiego Wybuchu model przedstawia jako gorącą nieuporządkowaną masę pierwotnej materii, która stygnie formując się w pierwsze gwiazdy i galaktyki. Symulacja rozwoju kosmosu uwzględnia również ciemną materię. Wzbogacające efekty wybuchu supernowych, które pozwoliły zróżnicować się międzygalaktycznym i międzygwiezdnym przestrzeniom także są modelowane.

W przeszłości supernowe "wyrzuciły" ciężkie pierwiastki w przestrzeń międzygwiezdną, wzbogacając w ten sposób obłoki materii, gdzie formowały się nowe gwiazdy. Te gwałtowne procesy zdeterminowały skład między innymi Układ Słonecznego i ostatecznie umożliwiły powstanie na Ziemi życia w takiej postaci, jaką obecnie znamy.

Model i obserwacja nie do odróżnienia

Najbardziej charakterystyczną cechą tego wirtualnego świata jest jego niesamowite podobieństwo do obserwacji poczynionych przez współczesnych astronomów. Odtworzenie galaktyk pozwala przyjrzeć się dokładnie nawet najdalszym zakątkom wszechświata i odkryć, że przybierają wyjątkowo znajome kształty i rozmiary.

Kosmos w 3D w miliardach pikseli

Co ciekawe, model korzysta z równań i teorii, które konstruowano od kilku dekad obserwacji astronomicznych. Efekt zapiera dech w piersiach i nawet specjaliści mają problem z rozróżnieniem faktycznych obserwacji od modelu.

Projekt nazwano Illustris. Jest on największą i najbardziej złożoną typu symulacją. Został stworzony w technice 3D a wypełnia go 12 miliardów pikseli, każdy opisany równaniami dotyczącymi materii. Badacze mogą powiększać obszary, którymi szczególnie się interesują, by skupić się na mechanizmach występujących w nich. Włączona symulacja symulująca 12 milionów lat po Wielkim Wybuchu pokazuje nieznane wcześniej zjawisko - ponad 40 tysięcy galaktyk kondensujących się z pozornie chaotycznej masy.

- "Illustris jest niczym maszyna do podróży w czasie. Można poruszać się do przodu i do tyłu, przybliżać i oddalać galaktyki, żeby uważnie prześledzić co się z nimi dzieje" - opowiada współtwórca projektu, Shy Genel.

 

Dlaczego klucze do kosmosu zawsze znajdowały się w zasięgu naszej ręki i czy na niebie faktycznie jest pełno duchów? Na te i wiele innych pytań odpowie "Kosmos" na National Geographic Channel.