Imitēts attēls, kas parāda matērijas sadalījumu Visumā. Attēla kredīts: MPG. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Jaunavas konsorcijs, starptautiska astrofiziķu grupa no Lielbritānijas, Vācijas, Japānas, Kanādas un ASV, šodien (2. jūnijā) ir publiskojis pirmos rezultātus no visu laiku lielākās un reālākās kosmiskās struktūras pieauguma un galaktiku veidošanās simulācijas un kvazāri. Rakstā, kas publicēts žurnālā Nature, Jaunavu konsorcijs parāda, kā, salīdzinot šādus modelētus datus ar lieliem novērojumu apsekojumiem, var atklāt fiziskos procesus, kas ir reālu galaktiku un melno caurumu veidošanās pamatā.
“Tūkstošgades simulācija” izmantoja vairāk nekā 10 miljardus vielas daļiņu, lai izsekotu matērijas izplatības evolūcijai Visuma kubiskajā reģionā vairāk nekā 2 miljardus gaismas gadu pusē. Tas uzturēja galveno superdatoru Max Planck Society superdatoru centrā Garchingā, Vācijā, vairāk nekā mēnesi. Izmantojot sarežģītas modelēšanas metodes 25 terabaitu (25 miljoni megabaitu) glabātajai izvadei, Jaunavu zinātnieki spēj atjaunot evolūcijas vēsturi aptuveni 20 miljoniem galaktiku, kas apdzīvo šo milzīgo tilpumu, un supermasīvajiem melnajiem caurumiem, ko dažkārt pie sirds uzskata par kvazāriem. .
Teleskopi, kas jutīgi pret mikroviļņiem, spēja attēlot Visumu tieši tad, kad tas bija tikai 400 000 gadu vecs. Vienīgā struktūra tajā laikā bija vāja ripples citādi vienveidīgā matērijas un starojuma jūrā. Gravitācijas ietekmē virzītā evolūcija vēlāk pārvērta šos viļņus ārkārtīgi bagātajā struktūrā, kādu mēs redzam šodien. Tieši šī izaugsme ir paredzēta, lai sekotu Tūkstošgades simulācija, ar diviem mērķiem - pārbaudīt, vai šī jaunā kosmiskās evolūcijas paradigma patiešām ir saskanīga ar to, ko mēs redzam, un izpētīt sarežģīto fiziku, kas radīja galaktikas un to centrālos melnos caurumus. .
Jaunākie sasniegumi kosmoloģijā pierāda, ka apmēram 70 procentus no mūsu Visuma šobrīd veido Dark Energy - noslēpumaina spēka lauks, kas liek tai arvien straujāk paplašināties. Apmēram vienu ceturtdaļu acīmredzami veido aukstā Dark Matter - jauna veida elementāras daļiņas, kas vēl nav tieši atklātas uz Zemes. Tikai apmēram 5 procenti tiek veidoti no parastās atomu vielas, ar kurām mēs esam iepazinušies, galvenokārt to, kas sastāv no ūdeņraža un hēlija. Visi šie komponenti ir apskatīti Tūkstošgades simulācijā.
Savā rakstā Daba Jaunavas zinātnieki izmanto Tūkstošgades simulāciju, lai izpētītu melno caurumu agrīno augšanu. Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ir atklājis vairākus ļoti tālus un ļoti spilgtus kvazārus, kas, šķiet, satur melnos caurumus vismaz miljardu reižu masīvāk nekā Saule laikā, kad Visums bija mazāks par desmito daļu no tā pašreizējā vecuma.
"Daudzi astronomi uzskatīja, ka to nav iespējams saskaņot ar pakāpenisku struktūras pieaugumu, ko prognozē standarta attēls", saka Dr Volker Springel (Max Planck Astrofizikas institūts, Garching), Tūkstošgades projekta vadītājs un raksta pirmais autors. , izmēģinot mūsu galaktiku un kvazāru veidošanās modelēšanu, mēs atklājām, ka daži masīvi melnie caurumi veidojas pietiekami agri, lai ņemtu vērā šos ļoti retos SDSS kvazārus. Viņu galaktiku saimnieki pirmo reizi parādās Tūkstošgades datos, kad Visums ir tikai dažus simtus miljonus gadu vecs, un līdz mūsdienām viņi ir kļuvuši par masveidīgākajām galaktikām lielāko galaktiku kopu centros. ”
Apvienotās Karalistes Jaunavas vadītājam profesoram Karlosam Frenkam (Datu Universitātes Datorizētās kosmoloģijas institūts) provizorisko rezultātu visinteresantākais aspekts ir tas, ka Tūkstošgades simulācija pirmo reizi pierāda, ka uz šo lietu raksturīgie raksti ir iespiesti izplatībai agrīnajos laikos un ir redzama tieši mikroviļņu kartēs, joprojām vajadzētu būt klāt, un tai vajadzētu būt nosakāmai novērotajā galaktiku izplatībā. "Ja mēs pietiekami labi varam izmērīt baronu ķīviņus," saka prof Frenks, "tad viņi mums piegādās standarta mērīšanas stieni, lai raksturotu Visuma ģeometriju un izplešanās vēsturi un tādējādi uzzinātu par Tumšās enerģijas raksturu."
"Šīs simulācijas rada satriecošus attēlus un ir nozīmīgs pagrieziena punkts mūsu izpratnē par agrīnā Visuma veidošanos." sacīja PPARC izpilddirektors prof. Ričards Vede. "Tūkstošgades simulācija ir spilgts teorijas un astronomijas eksperimenta mijiedarbības piemērs, jo jaunākos astronomisko objektu novērojumus var izmantot, lai pārbaudītu Visuma vēstures teorētisko modeļu prognozes."
Tūkstošgades simulācijas visinteresantākie un tālejošākie pielietojumi vēl ir gaidāmi pēc profesora Saimona Vaita (Maksa Planka astrofizikas institūts), kurš vada Jaunavas centienus Vācijā. "Jaunas novērošanas kampaņas sniedz mums vēl nebijušu precizitāti ar informāciju par galaktiku īpašībām, melnajiem caurumiem un mūsu Visuma plaša mēroga struktūru," viņš atzīmē. “Ja spējam efektīvi izmantot šos apsekojumus, lai uzzinātu par mūsu pasaules izcelsmi un raksturu, mūsu spējai paredzēt mūsu teoriju sekas jāsasniedz atbilstošs precizitātes līmenis. Tūkstošgades simulācija tam ir unikāls rīks. Tagad mūsu lielākais izaicinājums ir padarīt tās jaudu pieejamu astronomiem visur, lai viņi varētu ievietot savu galaktiku un kvazāru veidošanās modelēšanu, lai interpretētu savus novērojumu apsekojumus. ”
Oriģinālais avots: PPARC ziņu izlaidums
