Międzynarodowy zespół astrofizyków stworzył najbardziej zaawansowaną symulację Wszechświata. Projekt „Illustris – The Next Generation” jest najbardziej kompletnym modelem tego typu.

Model pozwala na nowe spojrzenie na to, w jaki sposób czarne dziury wpływają na rozkład ciemnej materii, jak są wytwarzane i rozprowadzane w przestrzeni kosmicznej ciężkie pierwiastki oraz gdzie powstają pola magnetyczne. Pomoże on odpowiedzieć na podstawowe pytania w kosmologii.

Symulacja jest dziełem naukowców z Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), Heidelberg University, Max-Planck-Institutes for Astronomy (MPIA, Heidelberg), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Harvard University oraz Center for Computational Astrophysics w Nowym Jorku (CCA). Pracami badaczy kierował profesor Volker Springel (HITS, MPIA, Heidelberg University).

Bazując na podstawowych prawach fizyki, symulacja pokazuje, jak ewoluował Wszechświat od czasu Wielkiego Wybuchu. To narządzie łączy największe odkrycia astronomiczne i obrazuje je w przystępny sposób.

– Szczególnie fascynujące jest to, że możemy dokładnie przewidzieć wpływ supermasywnych czarnych dziur na rozkład materii na dużą skalę. Ma to zasadnicze znaczenie dla wiarygodnej interpretacji nadchodzących pomiarów kosmologicznych – przyznał Springel.

Projekt „Illustris – The Next Generation” (IllustrisTNG) w porównaniu z najnowszymi danymi obserwacyjnymi wykazuje wysoki stopień realizmu. To kontynuacja projektu „Illustris” sprzed czterech lat – podobnej symulacji, opracowanej przez tych samych naukowców, uzupełniona o najnowsze dane. Wcześniejszy model odpowiadał regionowi Wszechświata o rozmiarach 350 milionów lat świetlnych. „IllustrisTNG” reprezentuje kawałek kosmosu o kształcie sześcianu odpowiadający regionowi o rozmiarach blisko miliarda lat świetlnych.

Śledzenie tak dużego i dynamicznego obszaru wymaga imponującego sprzętu komputerowego. Dlatego projekt wykorzystuje najszybszy superkomputer w Niemczech – Hazel Hen.

Model został już sprawdzony. Shy Genel z CCA badał na nim, jak ewoluują galaktyki przy jednoczesnej obserwacji procesów gwiazdotwórczych. – Obserwując galaktyki za pomocą teleskopu, możemy zmierzyć tylko określone wielkości. Dzięki symulacji możemy śledzić wszystkie właściwości wszystkich tych galaktyk, a nie tylko to, jak obecnie wygląda galaktyka. Dzięki modelowi możemy analizować całą jej historię – wyjaśnił Genel.

Z kolei Mark Vogelsberger, profesor fizyki na MIT wraz z Ferderico Marinaccim oraz Paulem Torrey’em zastosował „IllustrisTNG” do badania obserwowalnych sygnatur z wielkoskalowych pól magnetycznych we Wszechświecie. Dzięki temu zespół badaczy wykazał, że ruchy gorących gazów napędzają na małą skalę magnetary, które to mogą zmieniać pole magnetyczne w jądrach galaktyk. Dzięki modelowi byli oni w stanie oszacować siłę tych pól.

– Wysoka rozdzielczość „IllustrisTNG” w połączeniu z wyrafinowanym modelem formowania się galaktyk, pozwoliła na bardziej szczegółowe badania zagadnienia dotyczącego pól magnetycznych, niż jakakolwiek symulacja wcześniej  – powiedział Vogelsberger.

 

 

 

 

 

Źródło: Science DailySciencealert, dzienniknaukowy.pl, fot. IllustrisTNG collaboration