Simülasyonun (ve kendi Evrenimizin) tam merkezinde Samanyolu galaksisi ve en yakın büyük komşumuz Andromeda galaksisi (M31 olarak bilinir) bulunur. Kredi bilgileri: Dr. Stuart McAlpine
Bilim adamları, Evrenin bugüne kadarki en büyük ve en doğru sanal temsilini ürettiler. Helsinki Üniversitesi tarafından yönetilen ve Birleşik Krallık’taki Durham Üniversitesi’nden üyeleri de içeren uluslararası bir araştırma ekibi, kozmosun tüm evrimini yeniden yaratmak için süper bilgisayar simülasyonlarını kullandı. Büyük patlama günümüze. Bulgular şurada yayınlandı: Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
SIBELİUS-DARK adlı simülasyon, “Yerel Evrenin Ötesinde Simülasyonlar” (SIBELIUS) projesinin bir parçasıdır ve bugüne kadarki en büyük ve en kapsamlı ‘kısıtlı gerçekleştirme’ simülasyonudur. Ekip, tanıdık yapıların sanal analojileri için doğru yerleri ve özellikleri bulmak için sanal Evreni bir dizi gözlemsel araştırmayla titizlikle karşılaştırdı.
Simülasyon, maddenin yerel büyük ölçekli “düşük yoğunluğu” nedeniyle ortalama olarak daha az sayıda gökada öngördüğü için, Evrendeki yerel yamamızın biraz olağandışı olabileceği bulundu. Bu düşük yoğunluğun seviyesi, standart kozmoloji modeli için bir meydan okuma olarak görülmese de, gözlemlenen galaksi araştırmalarından elde edilen bilgileri nasıl yorumladığımız konusunda sonuçları olabilir.
Simülasyon, Dünya’dan 600 milyon ışıkyılı uzaklığa kadar bir hacmi kapsıyor ve birkaç hafta boyunca birlikte çalışan ve büyük miktarda veri üreten binlerce bilgisayar gerektiren 130 milyardan fazla simüle edilmiş “parçacık” ile temsil ediliyor. Simülasyon üzerinde gerçekleştirildi. DiRAC Kozmoloji Makinesi (COSMA) Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü tarafından işletilmektedir.
Ekip tarafından geliştirilen bu ‘kozmolojik simülasyonlar’, evrenin ömrü boyunca karanlık madde ve kozmik gazın nasıl geliştiğini açıklamak için ilgili fizik denklemlerini kullandı. Karanlık madde, Evrendeki tüm maddenin büyük bir miktarını açıkladığı düşünülen varsayımsal bir madde biçimidir.
İlk olarak, karanlık madde hale adı verilen küçük kümeler halinde birleşir ve çevreleyen gaz yerçekimsel olarak bu kümelere doğru çekilir ve sonunda galaksileri oluşturmak üzere yıldızlara bölünür. Fazla mesai, haleler bizimki gibi galaksilere ev sahipliği yapacak kadar büyür Samanyolu.
Son 20 yılda, kozmologlar, Big Bang’den arta kalan ısının özelliklerinden, Dünya’ya kadar çok sayıda gözlemlenen astronomik veriyi açıklayabilen, kozmolojinin ‘standart bir modeli’ olan ‘Soğuk Karanlık Madde’ modeli geliştirdiler. bugün çevremizde gözlemlediğimiz galaksilerin sayısı ve mekansal dağılımı.
Sanal bir soğuk karanlık madde evrenini simüle ederken, çoğu kozmolog, kendi gözlemlenen Evrenimize benzeyen, ancak yalnızca istatistiksel anlamda ‘tipik’ veya rastgele bir yama izler.
Bu çalışmada gerçekleştirilen simülasyonlar farklıdır. Gelişmiş üretken algoritmalar (bir sinyali kategorize etmek için verilerin nasıl üretildiğini modeller) kullanarak simülasyonlar, belirli Evren yamamızı yeniden üretmek için koşullandırılır, böylece gökbilimcilerin gözlemlediği kendi galaksimizin çevresindeki günümüz yapılarını içerir. onlarca yıl.
Bu, Yerel Evrenimizdeki Başak, Koma ve Kahraman gökada kümeleri, ‘Çin Seddi’ ve ‘Yerel Boşluk’ – kozmik yaşam alanımız gibi tanıdık yapıların simülasyonda yeniden üretildiği anlamına gelir. Simülasyonun merkezinde belki de en önemli yapı, bir çift gökada, kendi Samanyolumuzun sanal karşılıkları ve yakındaki devasa komşumuz Andromeda gökadası yer alıyor.
Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nde Ogden Temel Fizik Profesörü olan Profesör Carlos Frenk şunları söyledi: “Çevremizde var olduğunu bildiğimiz tanıdık yapıların bir bilgisayar hesaplamasından ortaya çıktığını görmek son derece heyecan verici.
“Simülasyonlar, evrenimizin etrafında olduğu 13.7 milyar yıl boyunca karanlık madde ve kozmik gaz üzerinde etkili olan fizik yasalarının sonuçlarını basitçe ortaya koyuyor.
“Bu tanıdık yapıları yeniden üretebildiğimiz gerçeği, standart Soğuk Karanlık Madde modeli için etkileyici bir destek sağlıyor ve bize tüm Evrenin evrimini anlamak için doğru yolda olduğumuzu söylüyor.”
Leiden Üniversitesi’nden Dr. Matthieu Schaller şunları ekledi: “Bu proje gerçekten çığır açıcı. Bu simülasyonlar, standart Soğuk Karanlık Madde Modelinin mahallemizde gördüğümüz tüm galaksileri üretebileceğini gösteriyor. Bu, modelin geçmesi için çok önemli bir test.”
Helsinki Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan eski Durham doktora öğrencisi Dr. Stuart McAlpine şunları söyledi: “Gördüğümüz gibi Evrenimizi simüle ederek, kozmosun doğasını anlamaya bir adım daha yaklaşıyoruz. Bu proje, onlarca yıllık teori ve astronomik gözlemler arasında önemli bir köprü sağlıyor.”
Uluslararası araştırma ekibi, standart kozmoloji modelinin daha sıkı testlerini sağlama umuduyla oluşturulan simülasyonu daha fazla analiz edecek.
Referans: ”SIBELIUS-DARK: Kısıtlı bir gerçekleştirme simülasyonundan Yerel Hacmin bir galaksi kataloğu Get access Arrow”, Stuart McAlpine, John C Helly, Matthieu Schaller, Till Sawala, Guilhem Lavaux, Jens Jasche, Carlos S Frenk, Adrian Jenkins, John R Lucey ve Peter H Johansson, 8 Şubat 2022, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stac295
