Halos on läinud

Pin
Send
Share
Send

Universumi ΛCDM-mudeli üks õnnestumisi on mudelite võime luua selliste mõõtkavade ja jaotustega struktuure, mis on sarnased nendele, mida vaatame kosmoseajakirjas. Ehkki arvutisimulatsioonid suudavad numbrilisi universumeid kastis uuesti luua, on nende matemaatiliste lähendite tõlgendamine iseenesest väljakutse. Simuleeritud ruumi komponentide tuvastamiseks on astronoomid pidanud töötama välja tööriistad struktuuri otsimiseks. Alates 1974. aastast on tulemuseks olnud ligi 30 sõltumatut arvutiprogrammi. Iga tõotab paljastada universumis moodustuva struktuuri, leides piirkonnad, kus moodustuvad tumeda aine halosid. Nende algoritmide testimiseks korraldati 2010. aasta mais Hispaanias Madridis konverents pealkirjaga “Haloes going MAD”, kus prooviti 18 neist koodidest, et näha, kui hästi nad üksteise külge virnasid.

Universumite numbrilised simulatsioonid, nagu kuulus millenniumi simulatsioon, algavad kõigest muust kui osakestest. Kuigi need olid kosmoloogilises plaanis kahtlemata väikesed, esindavad sellised osakesed miljonite või miljardite päikesemassidega tumeda aine plekke. Aja möödudes lubatakse neil üksteisega suhelda, järgides reegleid, mis langevad kokku meie parima arusaamaga füüsikast ja sellise aine olemusest. See viib arenevasse universumisse, millest astronoomid peavad kasutama keerulisi koode, et leida pimeduse massi konglomeratsioonid, mille sees galaktikad moodustuksid.

Üks peamisi meetodeid, mida sellised programmid kasutavad, on otsida väikestest ülepaisutustest ja seejärel kasvatada selle ümber sfäärilist kesta, kuni tihedus langeb tähtsusetuks. Enamik piirab siis ruumalas olevaid osakesi, mis pole gravitatsiooniliselt seotud, veendumaks, et tuvastusmehhanism ei haaranud vaid lühikest, mööduvat koondumist, mis aja jooksul laiali laguneb. Muud meetodid hõlmavad läheduses asuvate sarnaste kiirustega osakeste otsimist muudest faasiruumidest (märk, et need on seotud).

Kõigi algoritmide toimimise võrdlemiseks viidi need läbi kahe testiga. Esimene hõlmas tahtlikult loodud tumeaine halosid koos manustatud alahalodega. Kuna osakeste jaotus paigutati tahtlikult, peaks programmide väljund õigesti leidma halode keskpunkti ja suuruse. Teine test oli täieõiguslik universumi simulatsioon. Selles ei oleks tegelik jaotus teada, kuid õhuke suurus võimaldaks võrrelda erinevaid programme sama andmekogumi abil, et näha, kuidas nad ühist allikat tõlgendasid.

Mõlemas testis tegid kõik leidjad üldiselt hästi. Esimeses testis ilmnesid erinevused selle põhjal, kuidas erinevad programmid haloside asukohta määratlesid. Mõni määratles seda tiheduse tipuna, teised aga massikeskmena. Alamhalosid otsides näisid faasiruumi lähenemist kasutanud need väiksemate moodustiste usaldusväärsemat tuvastamist, kuid ei tuvastanud alati, millised tükid tükis tegelikult seotud olid. Täieliku simulatsiooni jaoks nõustusid kõik algoritmid erakordselt hästi. Simulatsiooni olemuse tõttu polnud väikesed skaalad hästi esindatud, nii et arusaam sellest, kuidas igaüks neid struktuure tuvastada, oli piiratud.

Nende testide kombinatsioon ei soosinud ühte konkreetset algoritmi ega meetodit ühegi teise ees. See näitas, et mõlemad toimivad üksteise suhtes üldiselt hästi. Võimalus kasutada nii palju sõltumatuid koode sõltumatute meetoditega tähendab, et leiud on äärmiselt usaldusväärsed. Nende edastatud teadmised selle kohta, kuidas meie arusaam universumist areneb, võimaldavad astronoomidel teha selliseid mudeleid ja teooriaid testimiseks põhimõttelisi võrdlusi vaadeldava universumiga.

Selle testi tulemused on koondatud paberisse, mis avaldatakse avaldamiseks kuningliku astronoomiaühingu tulevases igakuises väljaandes.

Pin
Send
Share
Send