Jak se vesmír vyvíjel v průběhu času? Nová simulace superpočítače poskytla, co vědci říkají, nejpřesnější a nejpřesnější velký kosmologický model vývoje rozsáhlé struktury vesmíru. Nazývá se Bolshoiho simulace a poskytuje fyzikům a astronomům nový výkonný nástroj pro pochopení vesmírných záhad, jako je formování galaxií, temná hmota a temná energie.
Pokud je simulace správná, ukazuje se, že standardní kosmologický model je docela na místě.
"Tyto obrovské kosmologické simulace jsou nezbytné pro interpretaci výsledků probíhajících astronomických pozorování a pro plánování nových velkých průzkumů vesmíru, od nichž se očekává, že pomohou určit povahu tajemné temné energie," řekl Anatoly Klypin ze Státní univerzity v Novém Mexiku, který napsal počítačový kód pro simulaci, který byl spuštěn na superpočítači Pleiades ve výzkumném středisku NASA Ames Research Center.
Simulace sleduje vývoj rozsáhlé struktury vesmíru, včetně vývoje a distribuce halos temné hmoty, ve kterých se galaxie spojily a rostly. Počáteční studie ukazují dobrou shodu mezi predikcemi simulace a pozorováním astronomů.
"V jednom smyslu si možná myslíte, že počáteční výsledky jsou trochu nudné, protože v zásadě ukazují, že náš standardní kosmologický model funguje," uvedl spoluzakladatel Joel Primack z Kalifornské univerzity v Santa Cruz. "Je vzrušující, že nyní máme tuto vysoce přesnou simulaci, která v následujících měsících a letech poskytne základ pro mnoho důležitých nových studií."
Simulace je založena na datech z mise WMAP, která mapuje světlo Velkého třesku na celé obloze. Srovnání Bolshoi předpovědí s pozorováním galaxií ze Sloan Digital Sky Survey ukázalo velmi dobrou shodu, řekl Primack.
Standardní vysvětlení toho, jak se vesmír vyvinul po Velkém třesku, se nazývá model Lambda Cold Dark Matter a je to teoretický základ pro Bolshoiho simulaci. Podle tohoto modelu gravitace zpočátku působila na malé výkyvy hustoty přítomné krátce po Velkém třesku, aby přitáhla dohromady první shluky temné hmoty. Tyto hierarchické sloučení menších progenitorů se rozrostlo na větší a větší shluky. Ačkoli povaha temné hmoty zůstává záhadou, představuje asi 82 procent hmoty ve vesmíru. V důsledku toho byl vývoj struktury ve vesmíru veden gravitačními interakcemi temné hmoty. Obyčejná hmota, která tvoří hvězdy a planety, upadla do „gravitačních studen“ vytvořených shluky temné hmoty, což vedlo ke vzniku galaxií ve středu halos temné hmoty.
Z Bolshoiho simulace byla vydána řada článků, včetně jedné, která se zabývá charakteristikami halos temné hmoty a druhá, která se zabývá hojností a vlastnostmi galaxií předpovídaných Bolshoiho simulací temné hmoty.
