Cum a evoluat universul în timp? O nouă simulare de supercomputere a oferit ceea ce spun oamenii de știință că este cel mai precis și detaliat model cosmologic de mari dimensiuni al evoluției structurii pe scară largă a universului. Se numește simularea Bolșoi și oferă fizicienilor și astronomilor un instrument puternic și nou pentru înțelegerea misterelor cosmice, cum ar fi formarea galaxiei, materia întunecată și energia întunecată.
Dacă simularea este corectă, se arată că modelul cosmologic standard este destul de spot.
„Aceste imense simulări cosmologice sunt esențiale pentru interpretarea rezultatelor observațiilor astronomice în curs de desfășurare și pentru planificarea noilor mari sondaje ale universului care se așteaptă să ajute la determinarea naturii misterioasei energii întunecate”, a spus Anatoly Klypin, de la Universitatea de Stat din New Mexico, care a scris codul computerului pentru simulare, care a fost rulat pe supercomputerul Pleiades de la NASA Ames Research Center.
Simularea urmărește evoluția structurii pe scară largă a universului, incluzând evoluția și distribuția halosului de materie întunecată în care galaxiile s-au încununat și au crescut. Studiile inițiale arată un bun acord între predicțiile simulării și observațiile astronomilor.
„Într-un anumit sens, s-ar putea să credeți că rezultatele inițiale sunt puțin plictisitoare, deoarece, practic, arată că modelul nostru cosmologic standard funcționează”, a declarat co-liderul Joel Primack, de la Universitatea din California, Santa Cruz. „Ceea ce este interesant este faptul că acum avem această simulare extrem de precisă, care va oferi baza pentru multe studii noi importante în lunile și anii următori.”
Simularea se bazează pe date din misiunea WMAP care a cartografiat lumina Big Bang-ului pe întregul cer. O comparație a predicțiilor Bolshoi cu observații despre galaxie din Sloan Digital Sky Survey a arătat un acord foarte bun, a spus Primack.
Explicația standard pentru cum a evoluat universul după Big Bang este cunoscută sub numele de modelul Lambda Cold Dark Matter și reprezintă baza teoretică a simulării Bolshoi. Conform acestui model, gravitația a acționat inițial asupra fluctuațiilor ușoare ale densității prezente la scurt timp după Big Bang pentru a strânge primele aglomerații de materie întunecată. Acestea au crescut în grupuri din ce în ce mai mari prin fuziunea ierarhică a progenitorilor mai mici. Deși natura materiei întunecate rămâne un mister, reprezintă aproximativ 82 la sută din materia din univers. Ca urmare, evoluția structurii în univers a fost condusă de interacțiunile gravitaționale ale materiei întunecate. Materia obișnuită care formează stele și planete a căzut în „puțurile gravitaționale” create de ciorchini de materie întunecată, dând naștere la galaxii în centrele halosului de materie întunecată.
O serie de lucrări au fost scoase din simularea Bolshoi, inclusiv una care privește caracteristicile halosului de materie întunecată și alta care privește abundența și proprietățile galaxiilor prognozate de simularea Bolshoi a materiei întunecate.
