Cercetătorii de la Smithsonian au creat cea mai detaliată simulare a Universului timpuriu

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Cercetătorii au creat cea mai detaliată simulare a Universului timpuriu. Telescopul Spațial James Webb (JWST) și telescopul Nancy Grace Roman le oferă astronomilor o perspectivă fără precedent asupra primelor etape ale existenței Universului. Pentru a facilita interpretarea observațiilor, cercetătorii de la Centrul pentru Astrofizică Harvard & Smithsonian (SUA) au dezvoltat „Lumina”, una dintre cele mai ample și detaliate simulări realizate vreodată ale Universului timpuriu.

Cercetătorii au creat cea mai detaliată simulare a Universului timpuriu. Noul model reproduce interacțiunile dintre materia obișnuită, materia întunecată și radiație în primele două miliarde de ani după Big Bang. Comparând observațiile telescoapelor cu predicțiile simulării, astronomii pot verifica teoriile actuale despre evoluția cosmosului și pot identifica eventualele discrepanțe care ar necesita reconsiderarea acestora.

De-a lungul secolelor, astronomii au elaborat modele tot mai complexe pentru a explica formarea stelelor, a galaxiilor și a altor structuri cosmice. Astăzi, supercomputerele permit transformarea acestor teorii în predicții detaliate, care pot fi confruntate cu observațiile astronomice.

„Datorită telescopului James Webb, Universul timpuriu a devenit o nouă frontieră fascinantă a astrofizicii. Pentru a înțelege ceea ce observăm cu acest telescop, trebuie să transformăm teoriile noastre în predicții detaliate. După câțiva ani de muncă, cu numeroase reușite și dificultăți, este extrem de satisfăcător să vedem rezultatele simulării și cum predicțiile noastre prind viață”, a declarat Oliver Zier, autorul principal al studiului.

Cercetătorii au creat cea mai detaliată simulare a Universului timpuriu. Cu cât depășește simulările anterioare?

Lumina este cea mai mare simulare cosmologică de tip radiație-hidrodinamică realizată până acum. Aceasta urmărește interacțiunile dintre gaze, materia întunecată și lumină, reproducând apariția primelor galaxii și transformările gazelor din spațiul intergalactic.

Modelul acoperă un volum de peste 100 de ori mai mare decât simulările comparabile anterioare, reprezentând o regiune cubică având fiecare latură de aproximativ 1,5 miliarde de ani-lumină. În premieră, simularea reproduce procesul de reionizare a heliului, integrând în timp real efectele acestuia asupra evoluției Universului.

„Suntem extrem de norocoși că putem construi simulări precum Lumina. Pentru prima dată, putem urmări transformarea hidrogenului și a heliului în formele lor actuale într-un volum atât de vast al Universului, păstrând totodată suficiente detalii pentru a observa galaxiile și celelalte obiecte luminoase care determină această transformare”, a explicat Aaron Smith, profesor asistent de fizică la Universitatea Texas din Dallas (SUA).

Un supercomputer și mii de procesoare grafice

Realizarea simulării a necesitat peste 15.000 de procesoare grafice care au funcționat pe Frontier, unul dintre cele mai puternice supercomputere din lume, aflat la Laboratorul Național Oak Ridge (SUA). Capacitatea sa de calcul a permis reproducerea unui volum fără precedent din Universul timpuriu, fără sacrificarea detaliilor necesare studierii formării galaxiilor, stelelor și găurilor negre, scrie EurekAlert.

În viitor, cercetătorii vor utiliza Lumina pentru a investiga circulația gazelor între galaxii, influența radiației provenite din Big Bang asupra evoluției cosmice și dezvoltarea regiunilor în care stelele se formează într-un ritm intens.

Studiul a fost publicat în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Vă recomandăm să citiți și:

Fizicienii ar fi creat un qubit care se poate întoarce în timp

Un semnal detectat pe Marte în urmă cu 50 de ani i-a luat prin surprindere pe oamenii de știință

Test de cultură generală. Ce sunt numerele imaginare?

Computerele cuantice sunt la un pas să își corecteze propriile greșeli, spun cercetătorii