Imagine simulată care arată distribuția materiei în Univers. Credit imagine: MPG. Faceți clic pentru a mări.
Consorțiul Virgo, un grup internațional de astrofizicieni din Marea Britanie, Germania, Japonia, Canada și SUA a lansat astăzi (2 iunie) primele rezultate din cea mai mare și mai realistă simulare a creșterii structurii cosmice și formării de galaxii și quasari. Într-o lucrare publicată în Nature, Consorțiul Virgo arată modul în care compararea unor astfel de date simulate cu sondaje mari de observație poate dezvălui procesele fizice care stau la baza acumulării galaxiilor reale și a găurilor negre.
„Simularea Mileniului” a folosit peste 10 miliarde de particule de materie pentru a urmări evoluția distribuției materiei într-o regiune cubică a Universului pe parcursul a 2 miliarde de ani-lumină pe o parte. El a ținut principalul supercomputer la Centrul de Supercomputare al Max Planck Society din Garching, Germania ocupat mai mult de o lună. Prin aplicarea tehnicilor sofisticate de modelare la cele 25 de Terabytes (25 milioane Megabytes) de ieșire stocată, oamenii de știință Virgo sunt capabili să recreeze istoriile evolutive pentru cele aproximativ 20 de milioane de galaxii care populează acest volum enorm și pentru găurile negre supermasive văzute ocazional ca fiind quasari la inimile lor .
Telescoapele sensibile la microunde au putut imagina Universul direct atunci când avea doar 400.000 de ani. Singura structură la acea vreme era ondularea slabă într-o mare altfel uniformă de materie și radiații. Evoluția gravitațională a transformat ulterior aceste ondulări în structura enorm de bogată pe care o vedem astăzi. Această creștere este cea pe care urmează să o urmeze Simularea Mileniului, cu obiectivele gemene de a verifica dacă această nouă paradigmă pentru evoluția cosmică este în concordanță cu ceea ce vedem și de a explora fizica complexă care a dat naștere galaxiilor și găurilor lor negre centrale. .
Progresele recente ale cosmologiei demonstrează că aproximativ 70 la sută din Universul nostru constă în prezent din Energie Întunecată, un câmp de forță misterios care îl determină să se extindă tot mai rapid. Aproximativ un sfert constă aparent din Materia întunecată la rece, un nou tip de particulă elementară care nu a fost încă detectată direct pe Pământ. Doar aproximativ 5 procente sunt făcute din materia atomică obișnuită cu care suntem familiari, cea mai mare parte din cea care constă în hidrogen și heliu. Toate aceste componente sunt tratate în simularea Mileniului.
În articolul lor Nature, oamenii de știință Fecio folosesc simularea Mileniului pentru a studia creșterea timpurie a găurilor negre. Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a descoperit o serie de cvasi foarte îndepărtate și foarte strălucitoare, care par să găzduiască găuri negre de cel puțin un miliard de ori mai masive decât Soarele, într-un moment în care Universul avea mai puțin de o zecime din epoca actuală.
„Mulți astronomi au considerat că acest lucru este imposibil de reconciliat cu creșterea treptată a structurii prevăzută de imaginea standard”, spune Dr. Volker Springel (Institutul Max Planck pentru Astrofizică, Garching), liderul proiectului Millennium și primul autor al articolului, „Și totuși Atunci când am încercat modelarea noastră de formare a galaxiei și a cvasarului, am descoperit că câteva găuri negre masive se formează destul de devreme pentru a da socoteală de aceste foarte rare cvasi SDSS. Gazdele lor de galaxie apar pentru prima dată în datele Mileniului, când Universul are doar câteva sute de milioane de ani și până astăzi au devenit cele mai masive galaxii din centrele celor mai mari grupări de galaxii. "
Pentru prof. Carlos Frenk (Institutul pentru Cosmologie Computațională, Universitatea din Durham), șeful Virgo din Marea Britanie, cel mai interesant aspect al rezultatelor preliminare este faptul că simularea Mileniului demonstrează pentru prima dată că modelele caracteristice imprimate în materie distribuția la epoci timpurii și vizibilă direct pe hărțile cu microunde, ar trebui să fie încă prezentă și ar trebui să fie detectabilă în distribuția observată a galaxiilor. „Dacă putem măsura periculele baryon suficient de bine”, spune prof. Frenk, „atunci ne vor oferi o tijă de măsurare standard pentru a caracteriza geometria și istoria de expansiune a universului și astfel să învățăm despre natura Energiei Întunecate.”
„Aceste simulări produc imagini uluitoare și reprezintă o etapă semnificativă în înțelegerea modului în care s-a conturat Universul timpuriu.” a declarat directorul executiv al PPARC, prof. Richard Wade. „Simularea Mileniului este un exemplu genial de interacțiune între teorie și experiment în astronomie, deoarece ultimele observații ale obiectelor astronomice pot fi folosite pentru a testa predicțiile modelelor teoretice din istoria Universului.”
Cele mai interesante și de anvergură aplicații ale simulării Mileniului trebuie să vină în conformitate cu prof. Simon White (Institutul Max Planck pentru Astrofizică), care conduce eforturile Virgo în Germania. „Noile campanii de observație ne oferă informații de o precizie fără precedent despre proprietățile galaxiilor, găurile negre și structura pe scară largă a Universului nostru”, remarcă el. „Capacitatea noastră de a prezice consecințele teoriilor noastre trebuie să atingă un nivel de precizie corespunzător, dacă dorim să folosim aceste sondaje în mod eficient pentru a afla despre originea și natura lumii noastre. Simularea Mileniului este un instrument unic pentru acest lucru. Cea mai mare provocare a noastră este acum să-i punem la dispoziția astronomilor de pretutindeni, astfel încât să-și poată insera propriile modelări de formare de galaxie și quasar, pentru a interpreta propriile sondaje de observație. "
Sursa originală: Comunicat de presă PPARC
