Как Вселенная развивалась с течением времени? Новое моделирование суперкомпьютера дало, как говорят ученые, наиболее точную и детальную большую космологическую модель эволюции крупномасштабной структуры вселенной. Названный симуляцией Большого театра, он дает физикам и астрономам новый мощный инструмент для понимания космических загадок, таких как образование галактик, темная материя и темная энергия.
Если симуляция верна, это показывает, что стандартная космологическая модель довольно точная.
«Эти огромные космологические симуляции необходимы для интерпретации результатов текущих астрономических наблюдений и для планирования новых больших обзоров Вселенной, которые, как ожидается, помогут определить природу таинственной темной энергии», - сказал Анатолий Клыпин из Университета штата Нью-Мексико. который написал компьютерный код для симуляции, который был запущен на суперкомпьютере Pleiades в исследовательском центре Эймса НАСА.
Моделирование отслеживает эволюцию крупномасштабной структуры Вселенной, включая эволюцию и распределение гало темной материи, в которых галактики объединялись и росли. Начальные исследования показывают хорошее согласие между предсказаниями симуляции и наблюдениями астрономов.
«В некотором смысле вы можете подумать, что первоначальные результаты немного скучны, потому что они в основном показывают, что наша стандартная космологическая модель работает», - сказал со-лидер Джоэл Примак из Университета Калифорнии, Санта-Крус. «Что удивительно, так это то, что теперь у нас есть этот высокоточный симулятор, который обеспечит основу для множества важных новых исследований в предстоящие месяцы и годы».
Моделирование основано на данных миссии WMAP, которая отображала свет Большого взрыва во всем небе. По словам Примака, сравнение прогнозов Большого с наблюдениями галактик в Sloan Digital Sky Survey показало очень хорошее согласие.
Стандартное объяснение того, как развивалась Вселенная после Большого взрыва, называется моделью лямбда-холодной темной материи и является теоретической основой для моделирования Большого. Согласно этой модели, гравитация первоначально воздействовала на небольшие флуктуации плотности, присутствующие вскоре после Большого взрыва, чтобы сплотить первые скопления темной материи. Они выросли в большие и большие скопления благодаря иерархическому слиянию меньших предшественников. Хотя природа темной материи остается загадкой, на ее долю приходится около 82 процентов вещества во вселенной. В результате эволюция структуры во вселенной была вызвана гравитационными взаимодействиями темной материи. Обычная материя, которая образует звезды и планеты, упала в «гравитационные ямы», созданные сгустками темной материи, породив галактики в центрах гало темной материи.
Из моделирования Большого был выпущен ряд работ, в том числе один, в котором рассматриваются характеристики ореолов темной материи, а другой - количество и свойства галактик, предсказанные в результате моделирования темной материи Большим.
