12.12.2017
PL EN
16.06.2017 aktualizacja 16.06.2017

Największa symulacja Wszechświata

Zespół z Uniwersytetu w Zurychu stworzył komputerową symulację ewolucji Wszechświata z 25 miliardami galaktyk. To wstęp do rzeczywistych badań ciemnej materii i ciemnej energii oraz przeszłości kosmosu przez europejski teleskop kosmiczny Euclid.

Symulacja uruchomiona na superkomputerze Piz Daint w Szwajcarskim Narodowym Centrum Superkomputerowym trwała „tylko” 80 godzin. To krótki czas, jak na potrzebną skalę obliczeń i jest on wynikiem trzech lat programistycznej pracy szwajcarskiej grupy. Symulacja obejmuje bowiem 2 biliony wirtualnych cząstek, które reprezentują wypełniającą kosmos ciemną materię i 25 miliardów galaktyk (w rzeczywistości galaktyk jest jeszcze więcej).

Program pokazał, jak Wszechświat ewoluował. Badacze zobaczyli zmiany w rozkładzie ciemnej materii powodowane jej własną grawitacją. Symulacja ukazała m.in. małe formacje ciemnej materii - tzw. halo, w których według obecnej wiedzy ukształtowały się galaktyki. Jednym z największych wyzwań programistów była symulacja galaktyk, w tym tak małych, jak 1/10 Drogi Mlecznej, w trudnej do wyobrażenia objętości odpowiadającej obserwowalnemu Wszechświatowi. Takie wymagania postawili organizatorzy europejskiej misji Euclid, w ramach której wystrzelony zostanie satelita badający ciemną materię i energię. Symulacja pomoże w przygotowaniu rzeczywistych pomiarów prowadzonych z kosmosu.

„Natura ciemnej energii pozostaje jedną z nierozwiązanych zagadek nowoczesnej nauki” - mówi prof. Romain Teyssier z Uniwersytetu w Zurychu. Obecnie naukowcy potrafią ją badać tylko pośrednio. Kiedy Euclid dokona obserwacji światła wysyłanego przez miliardy galaktyk, astronomowie będą mogli zmierzyć niewielkie odchylenia w jego biegu wynikające z oddziaływań z ciemną materią. „Przypomina to nieco zniekształcenia pojawiające się przy nierównej szybie” - tłumacz prof. Teyssier.

Ponieważ światło podróżuje z ograniczoną prędkością, obserwacja odległych galaktyk pozwoli też astronomom spojrzeć w przeszłość. Euclid wykona topograficzną mapę naszego Wszechświata, odtwarzając aż 10 miliardów lat ewolucji kosmosu.

Organizatorzy misji liczą na to, że z planowanych obserwacji uzyskają nowe dane na temat ciemnej materii i energii, i być może odkryją nowe zjawiska, które rozszerzą obecną fizykę - np. pomogą w zmodyfikowaniu ogólnej teorii względności czy odkryciu nowego rodzaju cząstek.(PAP)

mat/ agt/

Partnerzy

Copyright © Fundacja PAP 2017