Kuidas on universum aja jooksul arenenud? Uus superarvuti simulatsioon on andnud teadlaste sõnul kõige täpsema ja üksikasjaliku suurema kosmoloogilise mudeli universumi suuremahulise struktuuri kujunemisel. Seda nimetatakse Bolshoi simulatsiooniks ja see annab füüsikutele ja astronoomidele võimsa uue tööriista kosmiliste müsteeriumide, näiteks galaktikate moodustumise, tumeaine ja tumeda energia mõistmiseks.
Kui simulatsioon on õige, näitab see, et standardne kosmoloogiline mudel on küllaltki täpne.
"Need tohutud kosmoloogilised simulatsioonid on hädavajalikud käimasolevate astronoomiliste vaatluste tulemuste tõlgendamiseks ja universumi uute suurte uuringute kavandamiseks, mis peaksid aitama määrata salapärase tumeda energia olemust," ütles Anatoli Klypin New Mexico osariigi ülikoolist. kes kirjutas simulatsiooni arvutikoodi, mida juhiti NASA Amesi uurimiskeskuses Pleiadese superarvutis.
Simulatsioon jälgib universumi suuremahulise struktuuri arengut, sealhulgas tumeda aine halode evolutsiooni ja jaotust, milles galaktikad ühinesid ja kasvasid. Esialgsed uuringud näitavad head kokkulangevust simulatsiooni ennustuste ja astronoomide tähelepanekute vahel.
"Ühes mõttes võite arvata, et esialgsed tulemused on pisut igavad, sest need näitavad põhimõtteliselt seda, et meie standardne kosmoloogiline mudel töötab," ütles kaasjuht Joel Primack California ülikoolist Santa Cruzist. "Põnev on see, et nüüd on meil olemas see väga täpne simulatsioon, mis loob aluse paljudele olulistele uutele uuringutele järgnevate kuude ja aastate jooksul."
Simulatsioon põhineb WMAP-missiooni andmetel, mis on kaardistanud Suure Paugu valgust kogu taevas. Bolshoi ennustuste võrdlus Sloani digitaalse taeva uuringu galaktikate vaatlustega näitas väga head nõusolekut, ütles Primack.
Standardne seletus sellele, kuidas universum pärast Suurt Pauku arenes, on tuntud kui Lambda Cold Dark Matter mudel ja see on Bolshoi simulatsiooni teoreetiline alus. Selle mudeli kohaselt toimis gravitatsioon esialgu väikestel tiheduse kõikumistel, mis esinesid vahetult pärast Suurt Pauku, et kokku tõmmata esimesed tumeda aine tükid. Need kasvasid väiksemate progenitorite hierarhilise liitmise kaudu üha suuremateks klompideks. Ehkki tumeda aine olemus jääb saladuseks, moodustab see universumi ainest umbes 82 protsenti. Selle tagajärjel on struktuuri evolutsioon universumis ajendatud tumeda aine gravitatsioonilistest vastasmõjudest. Tavaline aine, mis moodustab tähed ja planeedid, on langenud „gravitatsioonilistesse kaevudesse“, mille on moodustanud tumeaine klombid, tekitades galaktikaid tumeaine haloside keskmetes.
Bolshoi simulatsioonist on välja pandud rida pabereid, sealhulgas üks, milles käsitletakse tumeaine haloside omadusi, ja teine, milles käsitletakse galaktikate arvukust ja omadusi, mida ennustas Bolshoi tumeaine simulatsioon.
