Simulirana slika koja prikazuje raspodjelu materije u Svemiru. Kreditna slika: MPG. Klikni za veću sliku
Konzorcij Virgo, međunarodna skupina astrofizičara iz Velike Britanije, Njemačke, Japana, Kanade i SAD-a, objavio je danas (2. lipnja) prve rezultate najveće i najrealnije simulacije rasta kozmičke strukture i stvaranja galaksija i kvazari. U radu objavljenom u časopisu Nature, konzorcij Virgo pokazuje kako usporedba takvih simuliranih podataka s velikim promatračkim istraživanjima može otkriti fizičke procese koji stoje u osnovi stvaranja stvarnih galaksija i crnih rupa.
„Milenijska simulacija“ upotrijebila je više od 10 milijardi čestica materije kako bi pratila evoluciju raspodjele materije u kubnom području Svemira u više od dvije milijarde svjetlosnih godina. Glavni superračunalo držao je u Superračunalnom centru Max Planck društva u Garchingu, u Njemačkoj, više od mjesec dana. Primjenjujući sofisticirane tehnike modeliranja na 25 Terabajta (25 milijuna Megabajta) pohranjenog izlaza, znanstvenici Djevica mogu stvoriti evolucijske povijesti za oko 20 milijuna galaksija koje naseljavaju taj ogroman volumen i za supermasivne crne rupe koje se povremeno vide kao kvazari u njihovim srcima ,
Teleskopi osjetljivi na mikrotalase mogli su izravno slikati Svemir kada je imao samo 400.000 godina. Jedina struktura u to doba bile su slabe valove u inače ujednačenom moru materije i zračenja. Gravitacijski potaknuta evolucija kasnije je ove pukotine pretvorila u izuzetno bogatu strukturu kakvu danas vidimo. Upravo je ovaj rast namijenjen Milenijskoj simulaciji s dvostrukim ciljevima provjere da li je ta nova paradigma za kozmičku evoluciju doista u skladu s onim što vidimo i istraživanja složene fizike koja je stvorila galaksije i njihove središnje crne rupe ,
Nedavni napredak u kozmologiji pokazuje da se oko 70 posto našeg Svemira trenutno sastoji od Mračne energije, tajanstvenog polja sile zbog kojeg se sve brže širi. Otprilike jednu četvrtinu čini Hladna tamna materija, nova vrsta elementarnih čestica koje još nisu izravno otkrivene na Zemlji. Samo oko 5 posto je napravljeno od obične atomske materije s kojom smo upoznati, a većina se sastoji od vodika i helija. Sve su ove komponente obrađene u simulaciji milenijuma.
U svom članku o prirodi, znanstvenici Djevica koriste simulaciju tisućljeća za proučavanje ranog rasta crnih rupa. Sloan Digital Sky Survey (SDSS) otkrio je niz vrlo udaljenih i vrlo svijetlih kvazara za koje se čini da drže crne rupe najmanje milijardu puta masivnije od Sunca u vrijeme kada je Svemir bio manji od desetine svog današnjeg doba.
"Mnogi su astronomi smatrali da je to nemoguće pomiriti s postupnim rastom strukture predviđenim standardnom slikom", kaže dr. Volker Springel (Institut za astrofiziku Max Planck, Garching), vođa Milenijskog projekta i prvi autor članka, "Ipak , kad smo isprobali modeliranje formacija naše galaksije i kvazara, otkrili smo da se nekoliko masivnih crnih rupa formira dovoljno rano da ubroji u ove vrlo rijetke kvadrate SDSS. Njihovi se galaktički domaćini prvi put pojavljuju u milenijskim podacima kada je Svemir star samo nekoliko stotina milijuna godina, a do današnjeg dana postali su najmasovnije galaksije u središtima najvećih klastera galaksija. "
Za profesora Carlosa Frenka (Institut za računalnu kozmologiju, Sveučilište u Durhamu), poglavicu Djevice u Velikoj Britaniji, najzanimljiviji aspekt preliminarnih rezultata je činjenica da Milenijska simulacija prvi put pokazuje da su karakteristični obrasci utisnuti u materiju raspodjela u ranim epohama i vidljiva izravno u mikrovalnim mapama, i dalje bi trebala biti prisutna i trebala bi se uočiti u promatranom raspodjelu galaksija. "Ako možemo dovoljno dobro izmjeriti bariksove perike", kaže prof. Frenk, "tada će nam pružiti standardni mjerni štap za karakterizaciju geometrije i povijesti širenja svemira i tako upoznati prirodu Mračne energije."
"Ove simulacije proizvode nevjerojatne slike i predstavljaju značajnu prekretnicu u našem razumijevanju kako je rani Svemir nastao." rekao je glavni izvršni direktor PPARC-a, prof. Richard Wade. „Milenijska simulacija sjajan je primjer interakcije teorije i eksperimenta u astronomiji jer se najnovija zapažanja astronomskih objekata mogu koristiti za testiranje predviđanja teorijskih modela povijesti svemira.“
Najzanimljivije i dalekosežnije primjene Milenijske simulacije tek slijede prema profu Simonu Whiteu (Institut Maxa Plancka za astrofiziku) koji predvodi napore Djevice u Njemačkoj. „Nove promatračke kampanje pružaju nam informacije do sada neviđene preciznosti o svojstvima galaksija, crnih rupa i velikih struktura našeg Svemira“, napominje. „Naša sposobnost predviđanja posljedica naših teorija mora dostići razinu preciznosti ako želimo učinkovito koristiti ova istraživanja da bismo saznali o podrijetlu i prirodi našeg svijeta. Simulacija tisućljeća jedinstven je alat za to. Naš najveći izazov sada je pružiti svoju snagu dostupnu astronomima posvuda kako bi oni mogli umetnuti svoju vlastitu modele formacija galaksija i kvazara kako bi protumačili vlastita promatranja. "
Izvorni izvor: PPARC News Release
