Як розвивався Всесвіт з часом? Нове моделювання суперкомп'ютерів забезпечило те, що, як кажуть вчені, найбільш точну та детальну велику космологічну модель еволюції масштабної структури Всесвіту. Називається Великим моделюванням, і це дає фізикам та астрономам новий потужний інструмент для розуміння космічних таємниць, таких як утворення галактик, темна матерія та темна енергія.
Якщо моделювання правильне, це показує, що стандартна космологічна модель досить точкова.
"Ці величезні космологічні симуляції мають важливе значення для інтерпретації результатів постійних астрономічних спостережень та для планування нових великих обстежень Всесвіту, які, як очікується, допоможуть визначити природу таємничої темної енергії", - сказав Анатолій Кліпін, з університету штату Нью-Мексико, який написав комп'ютерний код для моделювання, яке було запущено на суперкомп'ютері Плеяди в Науково-дослідному центрі NASA Ames.
Симуляція простежує еволюцію масштабної структури Всесвіту, включаючи еволюцію та розподіл ореолів темної матерії, в яких галактики зросталися та зростали. Початкові дослідження показують добру згоду між прогнозами симуляції та спостереженнями астрономів.
"В одному сенсі ви можете подумати, що початкові результати є трохи нудними, оскільки вони в основному показують, що наша стандартна космологічна модель працює", - сказав спів-лідер Джоел Примак з Каліфорнійського університету Санта-Крус. "Що цікаво, це те, що зараз у нас є ця високоточна імітація, яка послужить основою для багатьох важливих нових досліджень у найближчі місяці та роки."
Моделювання ґрунтується на даних місії WMAP, яка відображає світло Великого вибуху у всьому небі. Порівняння прогнозів Великого з галактичними спостереженнями з опитування цифрового неба Sloan показало дуже хорошу згоду, зазначив Примак.
Стандартне пояснення того, як еволюціонувала Всесвіт після Великого вибуху, відома як модель «Ламбда-холодна темна матерія», і вона є теоретичною основою для моделювання Великого. Відповідно до цієї моделі, гравітація діяла спочатку при незначних коливаннях щільності, наявних незабаром після Великого вибуху, щоб зібрати разом перші скупчення темної матерії. Вони переросли у більші та більші скупчення через ієрархічне злиття менших прародичів. Хоча природа темної матерії залишається загадкою, на неї припадає близько 82 відсотків речовини у Всесвіті. В результаті еволюція структури у Всесвіті була зумовлена гравітаційними взаємодіями темної матерії. Звичайна матерія, яка утворює зірки і планети, потрапила в «гравітаційні колодязі», створені скупченнями темної матерії, породжуючи галактики в центрах ореолів темної матерії.
З моделювання Великого тестування було випущено серію статей, включаючи таку, яка розглядає характеристики ореолів темної матерії та іншу, що розглядає численні та властивості галактик, передбачені Великим моделюванням темної матерії.
