Vědci vytvořili s pomocí superpočítače doposud nejpřesnější simulaci evoluce vesmíru

03. 10. 2011

Vesmír Počítače Galaxie Temná energie Temná hmota Teoretická fyzika

Bolshoi simulation je zatím nejpřesnější a nejdetailnější simulací evoluce gigantických vesmírných struktur, která teď vědcům pomáhá při studiu formace galaxií a vlivu temné hmoty a temné energie na vývoj vesmíru. Výsledky byly zvěřejněny a budou teď volně k dispozici astronomům a astrofyzikům po celém světě.

Struktura vesmíru

na tomto snímku zobrazená pomocí hustoty plynů v nejhustější galaktické skupině (cluster 001)

Image credit:

Temná hmota je koncept, který vysvětluje příliš rychlou rotaci galaxií. Temnou hmotu není možné pozorovat pomocí elektromagnetického záření ale pouze podle jejího gravitačního vlivu na své okolí. Podle vědců tvoří temná hmota 23 % hmoty ve vesmíru, temná energie, zodpovědná za příliš rychlé rozpínání vesmíru tvoří 73 % a zbylá 4 % patří běžné baryonové hmotě, kterou lze pozorovat běžnými teleskopy.

Existence temné hmoty byla poprvé uvažována ve 30. letech minulého století, když astronomové Oort a Zwicky zjistili, že galaxie rotují příliš rychle na to, kolik hmoty v nich vidí. Kromě běžné hmoty má zvyšovat jejich celkovou gravitaci ještě hmota temná, nepozorovatelná prostřednictvím elektromagnetického záření.

Tým, který vytvořil simulaci vedli profesoři Joel Primack a Anatoly Klypin na University of New Mexico. Naprogramovali kód, který potom zpracoval superpočítač Pleiades v Amesově výzkumném centru NASA. "Tyto gigantické simulace vývoje vesmíru jsou nezbytné pro analýzu astronomických pozorování a pro plánování dalších astronomických průzkumů" řekl Klypin.

Součástí simulace jsou také vlákna temné hmoty, která protínají známý vesmír a ve kterých vznikají a následně rostou galaxie. Podle posledních kosmologických teorií stojí možná temná hmota u zrodu jak galaxií tak také u hvězd.

Výstup simulace je tak velký, že se vědci rozhodli jej publikovat postupně. Uvedená simulace je zatím necelé jedno procento z celkového objemu dat a zbylé části simulace budou teprve následovat. Předchozí podobná simulace z roku 2005, známá jako Millenium Run, byla podkladem pro 4 stovky vědeckých studií. Nová simulace vychází ze zpřesněných empirických dat a k jejich zpracování využívá superpočítače s větším výkonem, což umožňuje zacházet do větších detailů.