Największa symulacja wszechświata w historii może w końcu ujawnić, jak tu dotarliśmy: ScienceAlert

Jak my się tu znaleźliśmy? Nie chodzi tylko o nas, ludzi, poruszających się po bladoniebieskiej kropce, pędzących wokół gwiazdy, pędzących wokół supermasywnej czarnej dziury, pędzących przez lokalną gromadę. Ale w jaki sposób punkt, gwiazda, czarna dziura i gromada dostały się tutaj?

Jak niepojęty masywny Wszystko Z tego wszystkiego dojść do tego, czym jesteśmy teraz, z niczego niewyobrażalnego, miliardy lat temu?

To wszystko, tak naprawdę, kwestia pytań. W największym jak dotąd projekcie tego typu astronomowie próbują znaleźć odpowiedzi – przeprowadzając symulacje komputerowe całego Wszechświata.

Nazywają się Flaming Symulacje (symulacja pełnej wielkoskalowej hydrostruktury z mapowaniem pełnego nieba w celu interpretacji obserwacji nowej generacji) przeprowadzane są na Superkomputer w ośrodku DiRAC w Wielkiej Brytanii.

Ta symulacja jest intensywna. Mają na celu obliczenie ewolucji wszystkich znanych składników wszechświata.

Oznacza to zwykłą materię: gwiazdy; Galaktyki. Wszystkie rzeczy, których możemy dotknąć (mogą nas zabić, ale możemy); ciemna materia – tajemnicza masa tworząca dziwną dodatkową grawitację; Ciemna energia – tajemnicza siła przyspieszająca ekspansję wszechświata.

Największa z tych symulacji zawiera 300 miliardów cząstek odpowiadających masie małej galaktyki w sześciennej objętości przestrzeni, której krawędzie mają średnicę 10 miliardów lat świetlnych.

„Aby umożliwić tę symulację, opracowaliśmy nowy kod SWIFT, który efektywnie rozdziela pracę obliczeniową na ponad 30 000 procesorów”. wyjaśnia astronom Matthieu Schaller Z Uniwersytetu w Lejdzie.

Wstępne wyniki opublikowano w trzech artykułach: pierwszym Opis metoddrugi Zapewnij symulacjeTrzeci to wyniki Opis konstrukcji jest obszerny Wszechświat znajduje się w zimnej ciemnej materii.

W szczególności trzeci artykuł miał na celu zajęcie się tak zwanym 8 sigma lub S₈ napięcie. Opiera się to na pomiarze Wszechświata zwanym kosmicznym mikrofalowym tłem — słabym promieniowaniem mikrofalowym wypełniającym Wszechświat z epoki bezpośrednio następującej po Wielkim Wybuchu. Analiza tego światła sugeruje, że wszechświat musi teraz wyglądać właśnie tak Bardziej zgrupowane Z tego, co ma.

Ponieważ to napięcie stanowi wielkie wyzwanie Model zimnej ciemnej materii Badacze mają nadzieję, że FLAMINGO może dostarczyć odpowiedzi na temat wszechświata, w którym musi zachodzić zlepianie się.

Jak dotąd nie byli w stanie rozwiązać tego napięcia – byłaby to ogromna wiadomość dla kosmologii – ale mają coś w sobie, jeśli chodzi o przeprowadzanie symulacji: zarówno zwykła materia, jak i neutrina są niezbędne do dokładnych przewidywań.

„Chociaż ciemna materia dominuje nad grawitacją, nie można już lekceważyć wkładu zwykłej materii”. mówi kierownik badań i astronom Job Shay z Uniwersytetu w Lejdzie, „ponieważ wkład ten może być podobny do odchyleń między modelami i obserwacjami”.

Symulacje obejmujące normalną materię są trudne do przeprowadzenia. Wiadomo, że ciemna materia oddziałuje z wszechświatem jedynie poprzez grawitację; Materia naturalna reaguje również na ciśnienie, takie jak ciśnienie promieniowania i wiatry galaktyczne, które są nieprzewidywalne i trudne do modelowania. Uruchomienie wymaga dużej mocy obliczeniowej, więc na odpowiedzi na S. będziemy musieli poczekać trochę dłużej₈ Stres flaminga.

Jednakże badacze przeprowadzili serię symulacji, śledząc skład struktury Wszechświata w ciemnej materii, zwykłej materii i neutrinach, zmieniając parametry wszystkich trzech, aby zobaczyć, jak wpływa to na ostateczny wynik.

„Wpływ wiatru galaktycznego skalibrowano za pomocą uczenia maszynowego, porównując przewidywania z wielu różnych symulacji stosunkowo małych rozmiarów z obserwowanymi masami galaktyk i rozkładem gazu w gromadach galaktyk” – wyjaśnia astronom Roy Coghill z Uniwersytetu w Lejdzie.

Zespół nie udostępnił jeszcze publicznie danych FLAMINGO, ponieważ zajmują one kilka petabajtów. Wszystkich zainteresowanych zachęcamy do grzecznego zapytania Z odpowiednim autorem.

Badanie zostało opublikowane w Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego. Można znaleźć wszystkie trzy arkusze Tutaj, TutajI Tutaj.